(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211241354.6 (22)申请日 2022.10.11 (71)申请人 桂林电子科技大 学 地址 541004 广西壮 族自治区桂林市七 星 区金鸡路1号 (72)发明人 马峻　董明昊　 (74)专利代理 机构 桂林文必达专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 45134 专利代理师 白洪 (51)Int.Cl. G06T 11/00(2006.01) G06T 7/187(2017.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于掩膜切割部署的质 量图引导相位 展开方法 (57)摘要 本发明涉及三 维重建技术领域， 具体涉及一 种基于掩膜切割部署的质量图引导相位展开方 法， 利用包裹相位图的相位导数方差作为初始相 位质量图， 并根据初始相位质量图生成残差点分 布图， 再结合两者生成掩模切割线， 将掩膜切割 部署引入质量图引导算法中， 生成新的质量图以 避免不连续区域与噪声对相位展开的影 响， 并且 能够在保证相位展开准确率的前提下， 缩短相位 展开过程的时间， 具有较好的噪声免疫性,能处 理轮廓特 征复杂的相位展开问题。 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 CN 115511993 A 2022.12.23 CN 115511993 A 1.一种基于掩膜切割部署的质量图引导相位展开方法， 其特 征在于， 包括下列步骤： 制作初始相位质量图， 并生成残差点分布图； 基于所述初始相位质量图和所述残差点分布图生成掩 模切割线； 平衡设置所述掩 模切割线， 将所述初始相位质量图转 化生成新质量图； 新质量图引导相位展开。 2.如权利要求1所述的基于掩膜切割部署的质量图引导相位展开方法， 其特 征在于， 在制作初始相位质量图， 并生成残差点分布图的过程中， 利用包裹相位图的相位导数 方差作为初始相位质量图， 并根据所述初始相位质量图生成残差点分布图。 3.如权利要求2所述的基于掩膜切割部署的质量图引导相位展开方法， 其特 征在于， 在包裹相位中循环遍历计算最小路径的相位差环路积分， 利用理想状态下相位差环路 积分一定等于零的特性找到残差点。 4.如权利要求1所述的基于掩膜切割部署的质量图引导相位展开方法， 其特 征在于， 基于所述初始相位质量图和所述残差点分布图生成掩 模切割线， 包括下列步骤： 从残点开始， 将残点附近的四个像素点放入队列， 将队列中质量最低的点作为掩模切 割线上的新 生形成点， 作为种子点； 将相邻的四个像素点放入队列中， 将质量最低的点作为新生的种子点掩模相切， 并作 为种子点； 循环以上步骤， 直到掩模切割 线包含相同数量的正、 负残差点， 或将掩模切割线连接到 图像边界。 5.如权利要求1所述的基于掩膜切割部署的质量图引导相位展开方法， 其特 征在于， 将所述初始相位质量图转化生成新质量图的过程， 具体为将所述初始相位质量图对应 所述掩膜切割线中的像素 的质量值设置为最低， 其余位置的质量值保持不变， 得到新质量 图。 6.如权利要求1所述的基于掩膜切割部署的质量图引导相位展开方法， 其特 征在于， 在新质量图引导相位展开的过程中， 首先从所述新质量图中质量最高的点出发， 通过 加上2π 的整数倍来展开与该点相邻的点， 并把它们放入一个队列中， 取队列中质量最高的 点作为种子点， 展开与其相邻的点， 再把种子点与相邻的点放入队列中并按质量高低对队 列重新排序， 取队列中质量最高的点作为新的种子点， 反复操作直至队列为空完成整个路 径积分过程。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115511993 A 2一种基于掩膜切割部署的质量图引导相位展开方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 三维重建技术领域， 具体涉及 一种基于掩膜切割部署的质量图引导相 位展开方法。 背景技术 [0002]相位展开是光栅投影三维重建、 光学干涉测量、 干涉合成孔径雷达、 自适应光学、 固体物理和医学磁共振图像处理等领域的研究热点之一， 这些领域中， 研究对 象的信息以 相位表示， 相位通过反正切函数计算得到， 被包裹在的主值区间内， 需利用相位展开技术重 建研究对象对应的真实相位。 由于轮廓不连续、 噪声、 条纹欠采样等因素， 相位展开较为困 难。 为此， 人们提出了多种相位展开方法， 其中应用最广泛的是路径积分方法。 [0003]路径积分方法通过沿一定 的路径对包裹相位图积分， 来重建真实的相位轮廓， 具 体又可分为三个子类： 路径相关方法、 分支阻断方法和质量导引方法。 路径相关方法使用预 先确定的积分路径， 如逐行、 逐列或螺旋线方式扫描整个包裹相位图； 分支阻断方法把包裹 相位图中的残差点以分支互连来平衡残差极性， 并使积分路径不通过分支， 在分支以外的 区域按任意路径进行相位展开； 质量导引方法使用一个表征包裹相位质量的质量图来引导 相位展开。 它 先从相位图中质量最高的像素开始， 按相位质量由高到低的次序逐步对相位 图进行路径积分。 [0004]1996年Flynn提出了一种新的分支阻断算法， 称之为掩膜切割算法。 它利用质量图 设置分支， 从残差点周围质量最低的点开始生长分支， 使分支尽可能地处于低质量区域， 在 平衡所有残差点后， 在分支以外的区域按任意路径进行相位展开。 然而掩膜阻断算法存在 固有的缺陷， 在实际应用中会出现信噪比低、 轮廓不连续几何特 征复杂的技 术问题。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种基于掩膜切割部署的质量图引导相位展开方法， 旨在 解决掩膜阻断算法在实际应用中存在的信噪比低、 轮廓不连续几何特征复杂的技术问题， 并加快质量图引导 算法的相位展开速度。 [0006]为实现上述目的， 本发明提供了一种基于掩膜切割部署的质量图引导相位展开方 法， 包括下列步骤： [0007]制作初始相位质量图， 并生成残差点分布图； [0008]基于所述初始相位质量图和所述残差点分布图生成掩 模切割线； [0009]平衡设置所述掩 模切割线， 将所述初始相位质量图转 化生成新质量图； [0010]新质量图引导相位展开。 [0011]其中， 在制作初始相位质量图， 并生成残差点分布图的过程中， 利用包裹相位图的 相位导数方差作为初始相位质量图， 并根据所述初始相位质量图生成残差点分布图。 [0012]其中， 在包裹相位中循环遍历计算最小路径的相位差环路积分， 利用理想状态下 相位差环路积分一定等于零的特性找到残差点。说　明　书 1/5 页 3 CN 115511993 A 3