基于快速傅里叶变换的四种相位解包裹算法  

Four phase unwrapping algorithms based on fast Fourier transform

作　　者：王华英[1,2] 于梦杰[1] 刘飞飞[1] 刘佐强[1] 

机构地区：[1]河北工程大学信息与电气工程学院,河北邯郸056038 [2]河北工程大学理学院,河北邯郸056038

出　　处：《强激光与粒子束》2013年第5期1129-1133,共5页High Power Laser and Particle Beams

基　　金：国家自然科学基金项目(61077001;61144005);河北省自然科学基金项目(F2010001038;F2012402051;F2012402059);河北省科技支撑计划项目(09277101D);河北省教育厅科学研究重点项目(ZH2011241)

摘　　要：为了快速准确地对含有噪声的包裹相位图进行相位展开,采用理论分析与计算机模拟及实验验证相结合的方法,对基于快速傅里叶变换(FFT)的四种典型算法——四次FFT算法(4-FFT)、二次FFT算法(2-FFT)、四次离散余弦变换算法(4-DCT)及横向剪切干涉与FFT相结合的算法(LS-FFT)作了对比研究。结果表明:2-FFT算法运行速度最快,4-FFT算法次之,LS-FFT算法速度最慢;4-FFT算法对含有较强噪声和轻微欠采样的实验数据的处理效果是最好的;LS-FFT算法对强噪声数据的处理效果最差。In order to recover the noisy wrapped phase map rapidly and accurately, four typical algorithms based on fast Fourier transform, i.e. the algorithms respectively based on four fast Fourier transforms （4-FFT algorithm）, two fast Fourier transforms （2-FFT algorithm）, four discrete cosine transforms （4 DCT algorithm） and combination of lateral shearing and Fou- rier transform （LS-FFT algorithm）, are compared through theoretical analysis, computer simulation and experimental verifica tion. The results show that, the 2 FFT algorithm is the fastest, followed by the 4-FFT algorithm, and the LS-FFT algorithm is the slowest. For the strong noisy and slightly under sampled wrapped phase map obtained by digital holographic experiments, the 4-FFT algorithm performs the best, while the LS-FFT algorithm does the worst.

关 键 词：相位解包裹 快速傅里叶变换 离散余弦变换 噪声 欠采样 

分 类 号：O438.1[机械工程—光学工程]