1.一种基于可靠度的加权最小二乘相位展开计算方法,其特征在于包括如下步骤:步骤一:通过工业相机设备拍摄采集待测物的散斑干涉图,经过图像处理获得包含待测物三维信息的大小为M×N的二维相位包裹图;
步骤二:利用包裹相位值的二阶差分计算获得相位包裹图中每一点的可靠度;
步骤三:确定可靠度阈值,计算获得二值化掩膜因子,并作为加权最小二乘相位展开权重;
步骤四:根据加权最小二乘相位展开权重进行迭代计算,获得最终真实相位。
2.根据权利要求1所述的一种基于可靠度的加权最小二乘相位展开计算方法,其特征在于:所述步骤一以空间载波法处理获得获得包裹相位图:用工业相机设备拍摄待测物表面变形前后的带有载波量的两幅散斑干涉图,对两幅散斑干涉图分别进行傅里叶变换获得两幅频谱图,分别选择两幅频谱图中的正一级频谱得到两幅正一级频谱图,接着对两幅正一级频谱图做逆傅里叶变换并取反正切获得两幅相位图,最后将两幅相位图相减得到带有待测物表面变形信息的相位包裹图,对相位包裹图进行滤波和去噪声后得到大小为M×N的二维相位包裹图
3.根据权利要求1所述的一种基于可靠度的加权最小二乘相位展开计算方法,其特征在于:所述步骤二,具体为:先采用以下公式计算二维相位包裹图中每一点包裹相位值的二阶差分:其中,V(i,j)为水平方向上的二阶差分,H(i,j)为竖直方向上的二阶差分,D1(i,j)与D2(i,j)为两个斜线方向上的二阶差分,wrap{·}为包裹运算,DIF2(i,j)表示二维相位包裹图中坐标位置点(i,j)的二阶差分, 表示二维相位包裹图中点(i,j)的包裹相位值,0≤i≤M-1,0≤j≤N-1;
然后,采用以下公式计算出每个点的包裹相位值的可靠度R(i,j):其中,R(i,j)表示二维相位包裹图中点(i,j)的包裹相位值的可靠度。
4.根据权利要求1所述的一种基于可靠度的加权最小二乘相位展开计算方法,其特征在于:所述步骤三,具体为:将二维包裹相位图中所有点的可靠度从小到大排序得到一维序列q,取序列q中的第M×N×5%个点的可靠度值作为可靠度阈值θ,若M×N×5%不为整数则向下取整,再根据以下公式计算获得每个点的二值化掩膜因子W(i,j):其中,W(i,j)表示二维相位包裹图中点(i,j)的二值化掩膜因子。
5.根据权利要求1所述的一种基于可靠度的加权最小二乘相位展开计算方法,其特征在于:所述步骤四,具体为:
4.1)先采用以下公式计算每个点的包裹相位值 对应的加权离散偏微分c(i,j):其中, 表示包裹相位竖直方向的包裹运算后的一阶差分, 表示包裹相位水平方向的包裹运算后的一阶差分;两个一阶差分 和 分别计算为:
4.2)采用以下方式进行最小二乘相位展开,获得每次迭代计算的真实相位:将第k次迭代计算的真实相位φk代入以下公式得到第k+1次迭代计算的真实相位的二阶偏导ρk+1:ρk+1=c-F(φk)
其中,F(φk)表示真实相位φk的加权离散偏微分函数,c表示二维相位包裹图中所有点的加权离散偏微分c(i,j)组成的向量;
真实相位φk的加权离散偏微分函数F(φk)如以下公式:
其中, 表示真实相位竖直方向的一阶差分, 表示真实相位水平方向的一阶差分,两个一阶差分 和 分别计算为:
4.3)将第k+1次迭代计算的真实相位的二阶偏导ρk+1作为以下公式表示的泊松方程的输入,然后用离散余弦变换(DCT)求解以下公式表示的泊松方程得到第k+1次迭代计算的真实相位φk+1:
4.4)判断第k+1次迭代计算的真实相位φk+1是否满足收敛条件:若满足,则以真实相位φk+1作为最终真实相位;
若不满足,则重复上述步骤4.2)~4.3)进行处理获得下一次迭代计算的真实相位。
6.根据权利要求5所述的一种基于可靠度的加权最小二乘相位展开计算方法,其特征在于:所述的收敛条件如以下公式表示,满足以下公式则满足收敛条件:其中,ε表示收敛阈值,ε=10-2;φk+1表示第k+1次迭代计算的真实相位,φk表示第k次迭代计算的真实相位。