基于Mexican Hat小波变换和区域生长的光学轮廓术的研究.pdf

《基于Mexican Hat小波变换和区域生长的光学轮廓术的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第33卷第4期光学仪器v0L33，No．42011年8月0PTICALINSTRUMENTSAugust，2011文章编号：1005—5630(2011)04—0006—07基于MexicanHat小波变换和区域生长的光学轮廓术的研究赵冠凯，王鹏，刘旭(浙江大学现代光学仪器国家重点实验室，浙江杭州310027)*摘要：提出了一种新的基于结构光投影的光学轮廓术的测量算法。该算法利用Hilbert变换和MexicanHat小波变换进行相位提取，利用小渡变换的平滑功能实现初步滤噪和消除高次谐波。然后利

2、用基于截断相位差统计分布和区域生长算法进行解包，并通过对无效点的判断和解包后的邻域平滑实现了准确的相位解包。文中通过仿真计算证明了该方法较其他光学轮廓术有更强的噪声抑制能力，并实验验证了其较高的测量精度。关键词：光学轮廓术；希尔伯特变换；小波变换；区域生长中图分类号：O348．1文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—5630．2011．04．002StudyonopticalprofilometrybasedonMexicanHatwavelettransformatio

3、nandregiongrowingZHAOGuankai，WANGPeng，LIUXu(StateKeyLaboratoryofModemOpticalInstrumentation，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027·China)Abstract：Anovelmeasurementalgorithminopticalprofilometrybasedonstructurelightprojectionisproposed．Thewrappedphaseisret

4、rievedbyHilberttransformationandMexicanHatwavelettransformation，whosesmoothingfunctioncaneliminatetheelementarynoisesandhigherorderharmonics．Theunwrappedphaseispreciselyachievedbythejudgementofinvalidpointsandfilteringbasedonstatisticaldistributionso

5、fwrappedphasedifferenceandregiongrowingalgorithm．Thismethodisdemonstratedtohavemuchbetterperformancesinsuppressingnoisesandobtaininghighmeasuringaccuracycomparedwithotherapproachesbysimulationandexperiments．Keywords：opticalpmfilornetry；Hilberttransfo

6、rmation；wavelettransformation；regiongrowing引言自从1983年MitsuoTakeda[11提出傅里叶变换轮廓术以来，基于结构光投影的光学三维轮廓术因其所具有的非接触、速度快、精度高等优点，得到广泛和深入的研究。传统的测量方法有相位测量轮廓术(PⅧ)【2I、傅里叶变换轮廓术(FTP)[。1和小波变换轮廓术(wTP)[41等。与滤波窗口固定且进行全局变换的FTP方法和对像素点进行局域操作的PMP方法相比较，小波变换兼具检测局部信息和滤波窗口可伸。收稿日期：

7、2011-03—14作者简介：赵冠凯(1987一)．男。河南平顶山人．本科生．主要从事光电信息工程方面的研究．第4期赵冠凯．等：基于MexicanHat小波变换和区域牛长的光学轮廓术的研究·7·缩的优势，因此有较好的时频域分析和抑制噪声的能力[s．61。利用上述方法得到的相位都是取值在[一丌，+，c]区间内的包裹相位[7]。近几十年人们已提出了多种解包方案[8．9]，包括局部展开和全局展开两大类。极点的概念最初由Goldestein和Huntley[101等人提出并得到了广泛的应用。其基本思想是

8、在条纹图中存在一些“有问题”的点，即“极点”，解包时经过这些点将引起相位误差积累，如果在解包前判断极点并在解包过程中绕过这些点则可以避免累积误差的发生。文中利用Hilbert变换和MexicanHat小波变换进行包裹相位的提取，利用基于相位差值统计分布的无效点判断算法、基于无效点二元模板的区域生长算法和无效点的平滑算法组成的方法进行相位解包。‘l原理1．1光学三维测量系统利用小波变换的光学三维面形测量的系统光路与傅里叶变换轮廓术(FTP)c妇的光路基本相同，投影机镜头出瞳中心与照相机镜头入瞳中心