一种基于OpenCV的迈克尔逊干涉图像物理信息提取方法

技术特征：
1.一种基于opencv的迈克尔逊干涉图像物理信息提取方法，其特征在于：包括步骤1：读入干涉图像视频的开始帧图像；步骤2：获取轮廓拓扑结构和轮廓点集；步骤2.1：对图像进行二值化操作；步骤2.2：删除非闭环轮廓信息，提取完整的明纹圆环和中心亮斑的轮廓点集及拓扑结构信息从而提取有效轮廓；步骤3：提取明纹中心拟合圆环；步骤3.1：明纹级次标定；步骤3.2：获取明纹内外轮廓拟合圆环并计算明纹中心拟合圆环；步骤4：求取图像物理信息：与开始帧对比拟合员半径求取光程差；步骤5：判断是否结束帧，若否，则返回步骤2；若是，则提取结束。2.根据权利要求1所述的基于opencv的迈克尔逊干涉图像物理信息提取方法，其特征在于：所述步骤2开始前还包括对帧图像进行图像灰度化的操作。3.根据权利要求1所述的基于opencv的迈克尔逊干涉图像物理信息提取方法，其特征在于：所述步骤2.1前还包括图像预处理的步骤，步骤2.1和步骤2.2之间还包括闭运算处理的步骤。4.根据权利要求3所述的基于opencv的迈克尔逊干涉图像物理信息提取方法，其特征在于：所述图像预处理包括直方图均衡化和中值滤波。5.根据权利要求1所述的基于opencv的迈克尔逊干涉图像物理信息提取方法，其特征在于：步骤3.1具体为：对于迈克尔逊干涉圆环图像，知道由内至外前两级明纹间的信息即可获取物理微动距离；根据中心亮斑是否存在，一级明纹与二级明纹的轮廓信息也不同；引入中心亮暗判别矩阵，将图像矩阵切片，取图像正中间约占总图像5％面积大小的矩阵，根据其中元素的均值亮度值判断此时中心是否有亮斑；当中心有亮斑时，一级明纹和二级明纹为亮斑外的前两级明纹；当中心没有亮斑时，一级明纹和二级明纹为从中心向外延伸的前两级明纹。6.根据权利要求1所述的基于opencv的迈克尔逊干涉图像物理信息提取方法，其特征在于：所述步骤3.2具体包括：对一级明纹获取一级明纹内外轮廓拟合圆环并计算一级明纹中心拟合圆环，具体为：对一级明纹的内外边缘轮廓进行最小外接圆拟合得到两个一级明纹内外轮廓拟合圆环，对两个一级明纹内外轮廓拟合圆环进行平均得到一级明纹中心拟合圆环；对二级明纹获取二级明纹内外轮廓拟合圆环并计算二级明纹中心拟合圆环的步骤与一级明纹获取步骤相同。7.根据权利要求1所述的基于opencv的迈克尔逊干涉图像物理信息提取方法，其特征在于：所述步骤4具体为：设初始时刻t0一级明纹的一级明纹中心拟合圆环半径为经过t1时刻后，当前一级明纹中心拟合圆环半径为且此时无新明纹产生，则第一个一级明纹中心拟合圆环偏移量为：
其中，表示初始时刻t0二级明纹的二级明纹中心拟合圆环半径；则此时有光程差改变量δλ为：δλ＝oλ/2其中，λ表示波长；若经过时间t2，当有时，则产生了新的明纹，记有k级明纹从中心产生，k表示新产生一级明纹的数量；对产生新的第k级别明纹，重新跟踪第一级明纹进行计算其相对原始图像的光程差改变量；此时第k个一级明纹相对偏移量为o
k
：则此时有光程差变化量αλ为：δλ＝(k o
k
)λ/2通过上述方法即可对迈克尔逊干涉图像信息实时处理，从而用于计算出微动距离达到测量微动距离的目的。

技术总结
本发明涉及视频图像处理领域，尤其涉及一种基于OpenCV的迈克尔逊干涉图像物理信息提取方法，其特征在于：对干涉图像进行预处理后采用基于OpenCV库的轮廓最小外接圆提取方法，并通过明纹内外轮廓最小外接圆平均处理进行中心明纹拟合圆环的获取，最后通过级次标定与级次间信息处理达到对迈克尔逊衍射圆环视频所表示的物理信息的实时提取，用于迈克尔逊衍射圆环图像的微距测量。本发明效率高、测量精度高。度高。度高。


技术研发人员：邹子涵 王先勇 孙克璇 李鑫 芮云军
受保护的技术使用者：南京工业大学
技术研发日：2022.01.05
技术公布日：2022/4/22