光学相位展开结构照明

资 源 简 介

光学相位展开结构照明

详 情 说 明

光学相位展开与结构照明是光学测量和三维成像中的关键技术。在结构照明中，通常使用正弦条纹投影到物体表面，通过捕获变形的条纹图案来获取相位信息。由于相位通常是周期性且被包裹在[-π, π]范围内的，因此需要相位展开算法来恢复真实的连续相位。

相位展开的基本原理： 相位展开的核心目标是消除2π跳变，将包裹相位转换为连续的绝对相位。常见的算法包括质量引导法（Quality-Guided Phase Unwrapping）、最小二乘法（Least-Squares Phase Unwrapping）以及多频外差法（Multi-Frequency Heterodyne）。每种方法适用于不同的噪声环境和计算复杂度要求。

结构照明的MATLAB实现思路： 生成正弦条纹：通过MATLAB创建正弦条纹图案，可用于投影到被测物体上。 相位计算：利用相移法（Phase-Shifting）或多频外差法计算包裹相位。 相位展开：选择合适的相位展开算法去除2π跳变，获取连续相位分布。 三维重构：结合相位-高度映射关系，恢复被测物体的三维形貌。

优化与扩展： 抗噪声优化：可采用滤波或路径规划方法提高相位展开的鲁棒性。 并行计算：利用MATLAB的并行计算工具箱加速大规模相位数据处理。 多频策略：结合不同频率的条纹提高测量精度，适用于复杂表面形貌。

相位展开和结构照明广泛应用于工业检测、生物医学成像等领域，MATLAB的高效矩阵运算使其成为实现这些算法的理想工具。