光学学报, 2010, 30 (2): 440, 网络出版: 2010-02-02   

基于掩膜和最小二乘迭代的相位解包裹方法

Phase Unwrapping Algorithm Based on Mask and Least-Squares Iteration
作者单位
昆明理工大学 理学院激光研究所,云南,昆明 650051
摘要
由于噪声、阴影、条纹断裂及欠采样等因素的影响,完成相位解包裹是一个困难的问题。最小二乘法能够提供平滑解,但无法限制噪声的传播,特别是其平滑作用,容易导致误差。另一方面,注意到最小二乘相位解包裹算法对空洞是有填充作用的空洞中填充了向原始相位靠近的数值,为此提出了引入一个二值化掩膜,并将最小二乘相位解包裹算法多次迭代的解相方法,以求加强最小二乘法对空洞的填充作用,同时又保证其它地方不因多次迭代使误差放大,从而获得更好的解包裹结果。通过模拟计算和两个实验的检验表明,使用该方法得到的相位已经很接近实验值,此方法比不使用掩膜和迭代的最小二乘解包裹算法有更好的结果。
Abstract
The difficulty of phase unwrapping to recover the phase from noise,holes,fringe breaks,undersampling and other degrading influences is a great challenge. On one hand,least-squares approach may provide a smoothed phase,but it cannot limit the transfer of noise,as well as the smoothing characteristic causing errors. On the other hand,least-squares algorithm may fill the holes with data of approaching original phase. We aimed at improving the filling effect,limiting the transfer of noise,a new phase unwrapping algorithm based on binary mask and least-squares iteration is presented. One simulated result and two experimental examples of phase unwrapping using new method showed its validity,the obtained phase which approached original value very well and was much better than the results from single least-square unwrapping operation.

钱晓凡, 张永安, 李新宇, 马惠. 基于掩膜和最小二乘迭代的相位解包裹方法[J]. 光学学报, 2010, 30(2): 440. Qian Xiaofan, Zhang Yong′an, Li Xinyu, Ma Hui. Phase Unwrapping Algorithm Based on Mask and Least-Squares Iteration[J]. Acta Optica Sinica, 2010, 30(2): 440.

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