相位测量轮廓术中最简单的空间相位展开算法

资 源 简 介

相位测量轮廓术中最简单的空间相位展开算法

详 情 说 明

相位测量轮廓术（Phase Measurement Profilometry, PMP）是一种通过条纹投影和相位分析来获取物体三维形貌的技术。在相位测量过程中，由于相位计算通常返回的是包裹相位（wrapped phase，即相位值被限制在[-π, π]或[0, 2π]范围内），因此需要进行相位展开（phase unwrapping）以恢复真实的连续相位值。

最简单的空间相位展开算法是基于相邻像素点的相位连续性假设，即相邻像素的真实相位差小于π。该算法的基本思路如下：

选择一个起始点：通常选取图像中的某个点（如中心点）作为初始参考点，假设其真实相位与包裹相位相同。

逐行或逐列展开：从参考点开始，沿着行或列方向逐个像素进行相位展开。对于当前像素，计算其与前一像素的相位差，若差值超过π，则通过增加或减少2π的整数倍来修正相位值，使其与前一像素的相位连续。

扩展至全局：可以采用类似洪水填充（flood fill）的方式，从初始点开始向四周扩展，确保所有像素的相位均被展开。

该方法的优点是实现简单、计算速度快，适用于噪声较小、相位变化平缓的场景。然而，其局限性在于： 对噪声敏感，噪声可能导致错误的相位跳跃； 不适用于存在相位突变或复杂形貌的物体； 依赖路径选择，若路径中存在错误，误差会传播至后续像素。

尽管简单，这种算法是理解更复杂相位展开方法（如最小二乘法、质量引导法）的基础，适用于初学者学习和实验验证。