用于二维相位展开的质量图研究

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1、Researchonqualitymapsusedintwo1■■l●aimenSiOnalphaseunwrappingADissertationSubmittedtoNanjingUniversityFortheAcademicDe铲eeofMasterofEngineeringBYZHA0WANCHENGSupervisedbyA．Prof．LUYUANGANGSchoolofManagementandEngineeringNanjingUniversityMay2011南京大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作所取得的成果。尽我所

2、知，除了文中特别加以标注引用的内容外，论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中作了明确的说明并表示了谢意。研究蚴：越曳日期：勘If．s．西南京大学学位论文使用授权声明本学位论文作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权南京大学研究生院办理。研究生张起谪导师繇陟玉同-)日期：沙惬、哆／壹室盘堂盟塞生

3、生些逾塞主塞垫垩蓝亟旦堑毕业论文题目：周士三维茎旦焦丛亚鲍质量图盟寇堂堂王猩专业』卫级硕士生姓名：壑互盛指导教师(姓名、职称)：整垂旦』到塾蕉中文摘要二维相位展开是很多相位测量技术中的关键技术，如光学干涉测量术、医学核磁共振技术等。在这些相位测量技术中，待测量的物理信息以相位表示，由于反三角函数的应用，通常只能得到位于(．7c，7c]之间的包裹相位。为了获得实际的相位信息，需要从包裹相位中恢复出连续相位，这一相位复原过程被称为相位展开。相位展开一般需要一个质量图来指导。质量图是描述给定相位数据每个像素数据质量高低的二维数据阵列，质量图的可靠与否很大程度上决定了相位展开的可靠性。现有的各种

4、质量图均存在一定的缺陷，在噪声、欠采样等因素下难以准确反应包裹相位图的相位质量，导致相位展开结果不可靠。本文针对现有质量图的不足，对用于二维相位展开的质量图进行了深入的研究和探讨。在详细描述了现有质量图的构造原理及其缺陷后，本文引入了加权梯度与相关性等创新思想来构造新颖的质量图。基于加权梯度的质量图适用于所有基于相位梯度的质量图，其利用加权梯度算子取代现有的原始梯度算子，可有效利用相位的邻域信息，更准确地反映包裹相位图的相位信息。选择合适的加权梯度算子，可以有效地避免或降低噪声及欠采样等因素的影响，改善相位展开结果。在所提出的基于梯度相关性的质量图中，利用相位梯度图中每个像素一定邻域内的

5、相位梯度相关系数构造新质量图。该质量图可以有效地区分噪声与相位变化大的可靠区域，其克服了现有质量图的缺点，可以有效地评价包裹相位图的可靠性。在上述两种新质量图的基础上，提出了一种基于加权梯度与相关性的质量图。加权梯度相关性质量图综合了上述两种质量图的优点，可以明显地改善相位展开结果。此外，为了评价质量图的可靠性，本文提出一种相位展开质量评价方法。相位展开结果表明，本文所提出的3种新质量图对于提高相位展开的可靠性均有很大的帮助，是3种优良的相位质量指示器。关键词：二维相位展开，质量图，加权梯度，相关性，质量评价THESIS：Researchonqualitymapsusedintwodim

6、ensionalphaseunwrappingSPECIALIZATION：OpticalEngineeringPOSTGRADUATE：ZHAOWANCHENGMENTOR：A．Prof．LUYUANGANGAbstractlwo-dimensionalphaseunwrappingisthekeytechniqueforphasemeasurements．sucha8opticalinterferometryandmagneticresonanceimagingetc．Intheseapplications，thephysicalquantitiestobemeasuredarere

7、presentedbyphase。whichisno肋allyintheinterval(。7c，冗】duetothemathematicalarctangentf’unction．Inorderto托COVerlngthetruecontinuousphasevalues，aphaseunwrappingprocessisneededtorecoverthetruephasevalues．Phaseunwrappingisthet