JP2000161908A - Phase connecting method for wave fronts by fringe scanning interference measuring method - Google Patents
Phase connecting method for wave fronts by fringe scanning interference measuring methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、縞走査干渉測定方
式における波面の位相つなぎ方法に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method for connecting the phases of wavefronts in a fringe scanning interference measurement system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】縞走査干渉測定方式は、物体光と参照光
との位相差を段階的（Ｎ段階）に変化させ、各段階での
干渉縞パターンを２次元エリアセンサで読み取り、数１
に代表される式により光強度データから位相差を求め波
面を求める方法として知られている。2. Description of the Related Art In a fringe scanning interference measurement system, a phase difference between an object light and a reference light is changed stepwise (N steps), and an interference fringe pattern at each step is read by a two-dimensional area sensor.
Is known as a method of obtaining a phase difference from light intensity data to obtain a wavefront by an expression represented by
【０００３】[0003]
【数１】 (Equation 1)
【０００４】数１はＩj（Ｘ，Ｙ）はｊ段階目の位相変
化における干渉縞パターンの（Ｘ，Ｙ）位置での光強度
である。ｋは波長λのときの波数２π／λである。これ
らの干渉縞画像は数１を用いて各画素における位相Ｗ
（Ｘ，Ｙ）を求める際、ｔａｎ−１演算は値が−πから
πの間か、−π／２からπ／２の間に限られ、たとえ連
続位相分布データであってもπだけ位相が不連続となる
すなわち位相飛びが生じる。正確な連続位相分布データ
を得るためにはこの位相飛びを補正し、連続的な位相デ
ータとする必要がある。これを位相つなぎと呼んでい
る。[0004] Equation 1 indicates that Ij (X, Y) is the light intensity at the (X, Y) position of the interference fringe pattern at the j-th phase change. k is the wave number 2π / λ at the wavelength λ. These interference fringe images are obtained by using Equation 1 to calculate the phase W
When calculating (X, Y), the tan-1 operation is limited to a value between -π and π or between -π / 2 and π / 2. Are discontinuous, that is, a phase jump occurs. In order to obtain accurate continuous phase distribution data, it is necessary to correct this phase jump and obtain continuous phase data. This is called a phase connection.
【０００５】従来の位相つなぎ方法として、特開平５−
３４０８４３号公報に開示された方法がある。この方法
は位相データをＸ方向に順次スキャンし、位相データが
連続して存在する領域（連続画素列）を検出してラベル
付けする。そのラベル付けした領域についてそれぞれ位
相つなぎ処理を行い、その位相つなぎ処理を行った領域
と位相つなぎ処理を行ったＹ方向に隣接する別の領域と
の間で位相つなぎ処理（Ｙ方向について隣接する連続画
素列同士の位相つなぎ）を行う方法である。As a conventional phase connection method, Japanese Patent Laid-Open No.
There is a method disclosed in Japanese Patent No. 340843. In this method, the phase data is sequentially scanned in the X direction, and an area (continuous pixel row) where the phase data continuously exists is detected and labeled. A phase connection process is performed on each of the labeled regions, and a phase connection process is performed between the region where the phase connection process is performed and another region adjacent in the Y direction where the phase connection process is performed. This is a method of performing phase connection between pixel rows).
【０００６】また別の従来方法として、特開平８−１５
２３７９号公報に開示された方法がある。この方法はま
ず位相データ領域の最外周の隣接画素の位相データの位
相つなぎを行うステップと、位相データ領域を順次スキ
ャンし、注目画素の位相データと隣接する画素の少なく
とも１つの位相データと位相つなぎを行うステップから
連続した位相分布を求めようとするものである。Another conventional method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No.
There is a method disclosed in Japanese Patent No. 2379. In this method, first, the phase connection of the phase data of the outermost peripheral pixel of the phase data area is performed, and the phase data area is sequentially scanned to connect the phase data of the pixel of interest to at least one phase data of the adjacent pixel. From the step of performing a continuous phase distribution.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従来の位相つなぎの方
法は、例えば特開平５−３４０８４３号公報に示すよう
に、計算量の多いラベル付け処理が必要となるため、位
相領域内に穴などの位相データの欠落が多く存在する場
合には１スキャンライン上に多くの連続画素列が存在す
ることがある。その際、Ｙ方向について隣接する連続画
素列同士の位相つなぎを行う処理において、矛盾なく位
相つなぎを行うためにはアルゴリズムも複雑となり、計
算量が増大するという問題点がある。The conventional phase connection method requires a large amount of calculation as shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-340843. If there are many missing phase data, there may be many continuous pixel rows on one scan line. At that time, in the process of connecting the phases of consecutive pixel rows adjacent to each other in the Y direction, there is a problem that an algorithm becomes complicated and the amount of calculation increases in order to perform the phase connection without contradiction.
【０００８】また、特開平８−１５２３７９号公報に示
された別な方法では、上記の問題は解決されているが、
位相領域の形状が複雑になると最外周の画素の連結関係
も複雑となり、最外周の隣接画素の位相データの位相つ
なぎを行うステップにおいて、位相つなぎ処理開始点の
位置によっては位相のつなぎ残しが生じる可能性があ
る。 また、常に位相領域の最外周の画素追跡を行う必
要があり、位相領域の形状が複雑になり計算量が増大す
るという問題があらたに生じてしまう。In another method disclosed in JP-A-8-152379, the above problem is solved.
If the shape of the phase region becomes complicated, the connection relationship between the outermost pixels becomes more complicated, and in the step of connecting the phase data of the outermost adjacent pixels, phase connection remains depending on the position of the phase connection processing start point. there is a possibility. In addition, it is necessary to always track the outermost pixel of the phase region, which causes a new problem that the shape of the phase region becomes complicated and the amount of calculation increases.
【０００９】本発明の目的は、穴部、突起部あるいは画
素の欠落などの複雑な連続位相データ領域の形状に影響
されずに、簡素化された処理演算により連続的な位相分
布を得ることが出来る縞走査干渉測定方式による波面の
位相つなぎ方法を提供することを目的とする。An object of the present invention is to obtain a continuous phase distribution by a simplified processing operation without being affected by the shape of a complicated continuous phase data area such as a hole, a projection, or a missing pixel. It is an object of the present invention to provide a method of connecting the phases of wavefronts by a fringe scanning interference measurement method.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の実施の形態の請
求項１は、縞走査干渉測定方式により、物体光と参照光
とを干渉させその干渉縞の強度をエリアセンサで読み取
り、読み取った強度値を用いて各点での位相データを計
算し、求めた位相データから連続的な位相分布を求める
波面の位相つなぎ方法において、（ａ）；画素データを
順次スキャンして位相データ領域の位相つなぎ未処理画
素を検出し処理開始画素とし、該処理開始画素を処理済
みとみなし注目画素とするステップと、（ｂ）；前記注
目画素に隣接する画素から少なくとも１つの未処理画素
を検出し処理対象画素とするステップと、（ｂ１）；前
記ステップ（ｂ）において処理対象画素とならなかった
未処理画素の位置情報を処理待ち画素リストに登録する
ステップと、（ｂ２）；前記ステップ（ｂ）において未
処理画素がなかった場合には前記処理待ち画素リストに
登録してある位置情報に対応した未処理画素を処理対象
画素として順次選択するステップと、（ｃ）；前記ステ
ップ（ｂ）の処理対象画素に隣接する処理済み画素を検
出し、該処理済み画素と前記ステップ（ｂ）で検出され
た前記処理対象画素との位相つなぎ処理を行うステップ
と、（ｄ）；前記（ｃ）ステップ終了後に前記ステップ
（ｂ）で検出された前記処理対象画素を注目画素として
ステップ（ｂ）に戻るステップとを含み、前記ステップ
（ｂ）において未処理画素がなくなるまで、前記（ｂ）
〜（ｄ）のステップを順次行うことにより連続的な位相
分布を求めることを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, the object light and the reference light are caused to interfere with each other by a fringe scanning interference measurement method, and the intensity of the interference fringes is read by an area sensor. In the method of calculating the phase data at each point using the intensity value and obtaining a continuous phase distribution from the obtained phase data, a phase connection method of a wavefront is used. (B) detecting at least one unprocessed pixel from pixels adjacent to the pixel of interest and detecting the processed unprocessed pixel as a process start pixel and treating the process start pixel as a processed pixel; (B1) registering position information of an unprocessed pixel that has not become a processing target pixel in the step (b) in a processing waiting pixel list; If there is no unprocessed pixel in the step (b), sequentially selecting an unprocessed pixel corresponding to the position information registered in the processing waiting pixel list as a processing target pixel; (c); (D) detecting a processed pixel adjacent to the processing target pixel in the step (b) and performing a phase connection process between the processed pixel and the processing target pixel detected in the step (b); Returning to step (b) with the pixel to be processed detected in step (b) as a target pixel after step (c) is completed; (B)
(D) is sequentially performed to obtain a continuous phase distribution.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明の位相つなぎ方法の実施の
形態について詳細に説明する。図１は縞走査干渉測定方
式により２次元エリアセンサ上に読み取られた干渉縞パ
ターンの画像を模式的に示すものである。画像Ｉの方向
に順次スキャンした結果、干渉縞があると判定された画
素の連続した位相データ領域Ａｎ（網掛けで示した部
分）と干渉縞の検出データがないと判定されたバックグ
ラウンド領域Ｂ（画素列が図示していない部分）とから
なると考える。ここでＡｎは、干渉縞があると判定され
た画素の連続領域がｎ個存在するということである。ま
た、領域Ａ１から領域Ａｎの全てを指すときには領域Ａ
と呼び、いずれか特定の領域を指すときには、例えばＡ
１と呼ぶことにする。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the phase connection method of the present invention will be described in detail. FIG. 1 schematically shows an image of an interference fringe pattern read on a two-dimensional area sensor by a fringe scanning interference measurement method. As a result of sequential scanning in the direction of the image I, a continuous phase data area An (a shaded portion) of pixels determined to have interference fringes and a background area B determined to have no interference fringe detection data (A pixel row is not shown). Here, An means that there are n continuous regions of pixels determined to have interference fringes. When all of the area An from the area A1 is indicated, the area A
When referring to any specific area, for example, A
Let's call it 1.
【００１２】図２はつなぎ処理方法のフローチャートで
ある。また、図３は領域Ａ１から領域Ａ３までの３つの
画素の連続領域が存在する画像データＩである。ここで
位相つなぎ処理演算方法について説明する。 ｔａｎ−１ 演算で得られる位相データΔＷは２πの範
囲又はπの範囲しかないため、位相飛びがある。ここで
ΔＷが２πの範囲に限られる場合について考える。位相
飛びの前後にで２πのバイアスを与えれば連続になる。
位相つなぎ処理はこの位相飛びを検出してバイアスを演
算する処理である。本実施例では位相つなぎ対象画素Ｑ
と注目画素Ｐjとの間で位相つなぎ処理を行う。すなわ
ち、次式によって画素Ｑの位相Ｗ（Ｑ）と画素Ｐjの位
相Ｗ（Ｐj）とで位相差ΔＷを求める。FIG. 2 is a flowchart of the connection processing method. FIG. 3 shows image data I in which a continuous area of three pixels from the area A1 to the area A3 exists. Here, the phase connection processing calculation method will be described. Since the phase data ΔW obtained by the tan-1 operation has only a range of 2π or π, there is a phase jump. Here, consider the case where ΔW is limited to the range of 2π. If a bias of 2π is applied before and after the phase jump, it becomes continuous.
The phase connection process is a process of detecting the phase jump and calculating a bias. In this embodiment, the phase connection target pixel Q
And the pixel of interest Pj. That is, the phase difference ΔW between the phase W (Q) of the pixel Q and the phase W (Pj) of the pixel Pj is obtained by the following equation.
【００１３】ΔＷ＝Ｗ（Ｐj）−Ｗ（Ｑ） 数１によって位相が−πからπの間で得られる場合に
は、ΔＷ＞πなら｜ΔＷ｜＜πとなるまで画素Ｑの位相
Ｗ（Ｑ）から２πを減じる演算を行う。また、ΔＷ＜−
πなら｜ΔＷ｜＜πとなるまで画素Ｑの位相Ｗ（Ｑ）に
２πを加える演算を行う。このようにして順次画素間の
位相データのつなぎ処理演算処理を行うのである。.DELTA.W = W (Pj) -W (Q) If the phase is obtained between -.pi. And .pi. By Equation 1, if .DELTA.W> .pi. An operation of subtracting 2π from Q) is performed. Also, ΔW <−
If π, an operation of adding 2π to the phase W (Q) of the pixel Q is performed until | ΔW | <π. In this manner, the connection processing operation processing of the phase data between pixels is sequentially performed.
【００１４】次に、本発明の位相つなぎ処理方法の基本
的な手順について説明する。 ステップ（ａ） 画像データ上の画素を順次スキャンし、位相つなぎ未処
理画素を検出し処理開始画素とする。領域Ａｉに属し、
かつ位相つなぎ処理が行われていない画素（以後、この
画素を未処理画素と呼ぶ）を検出したら、その点を位相
つなぎ処理開始画素Ｐ0としスキャンを終了する。Next, a basic procedure of the phase connection processing method of the present invention will be described. Step (a) The pixels on the image data are sequentially scanned, and the unprocessed pixels for phase connection are detected and set as processing start pixels. Belongs to the area Ai,
When a pixel that has not been subjected to the phase connection processing (hereinafter, this pixel is referred to as an unprocessed pixel) is detected, that point is set as the phase connection processing start pixel P0, and the scan ends.
【００１５】つなぎ処理開始時に限り、位相つなぎ処理
開始画素Ｐ0はつなぎ処理の位相つなぎ処理基準として
用いるため、未処理画素であるが処理済み画素と見なし
て処理を行う。以後、この処理済み画素を注目画素Ｐｊ
と呼ぶ。処理開始時ではＰ0＝Ｐｊである。次の処理ス
テップは本発明の基本的な処理手順であり、図４を用い
て説明する。図４はＰj-1が位相つなぎ処理を終え、注
目画素Ｐjに進んだ状態である。Only at the start of the connection process, the phase connection process start pixel P0 is used as a reference for the phase connection process of the connection process. Hereinafter, this processed pixel is referred to as a target pixel Pj.
Call. At the start of the process, P0 = Pj. The next processing step is a basic processing procedure of the present invention, and will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a state in which Pj-1 has completed the phase connection processing and has advanced to the target pixel Pj.
【００１６】ステップ（ｂ） 注目画素Ｐｊに隣接した画素の中から未処理画素を検出
し、処理対象画素Ｑとするステップである。 図４
（ａ）はこのステップを説明する図である。注目画素Ｐ
ｊに隣接した８つの画素を〜とする。注目画素Ｐｊが画
像Ｉの辺や隅にある場合は隣接する画素は５つ、３つと
なる。この８つの画素の中から未処理画素を図４に示す
順番（実施例では反時計回り）で探索し、最初に検出さ
れた未処理画素Ｐj+1を位相つなぎ対象画素Ｑとする。
このとき、画素Ｑ以外にも未処理画素が検出されれば、
検出された画素に対応した位置情報を位相つなぎ処理待
ち画素リストＬに登録する。本実施の形態では画素に関
する位置情報を位置座標（Ｘ，Ｙ）としてが画素基準と
した位置方向ベクトルとしても良い。Step (b) This is a step in which an unprocessed pixel is detected from the pixels adjacent to the target pixel Pj and is set as a processing target pixel Q. FIG.
(A) is a figure explaining this step. Attention pixel P
The eight pixels adjacent to j are denoted by. When the target pixel Pj is located at a side or a corner of the image I, the number of adjacent pixels is five or three. An unprocessed pixel is searched from these eight pixels in the order shown in FIG. 4 (counterclockwise in this embodiment), and the first unprocessed pixel Pj + 1 detected is set as the phase connection target pixel Q.
At this time, if an unprocessed pixel is detected in addition to the pixel Q,
The position information corresponding to the detected pixel is registered in the list L of pixels waiting for phase connection processing. In the present embodiment, the position information on the pixel may be a position direction vector based on the pixel as the position coordinate (X, Y).
【００１７】ステップ（ｃ） 次に処理対象画素Ｑに隣接した画素の中から処理済み画
素を検出し、処理対象画素Ｑと位相つなぎ処理を行うス
テップである。図４（ｂ）がこのステップを説明する図
である。ステップ（ａ）で説明したように、処理開始時
おいては処理開始画素Ｐ0（注目画素Ｐｊ）は処理済み
画素として扱われる。従って、隣接した８つの画素〜の
中から処理済み画素を検出する際には、対象画素となっ
た画素Ｐi+1の１つ前に処理した画素であるステップ
（ｂ）における注目画素Ｐｊを選択する方が効率的に演
算処理できる。Step (c) This is a step of detecting a processed pixel from the pixels adjacent to the processing target pixel Q and performing a phase connection process with the processing target pixel Q. FIG. 4B illustrates this step. As described in step (a), at the start of processing, the processing start pixel P0 (pixel of interest Pj) is treated as a processed pixel. Therefore, when detecting a processed pixel from among the eight adjacent pixels to, the pixel of interest Pj in step (b), which is the pixel processed immediately before the pixel Pi + 1 as the target pixel, is selected. The calculation can be performed more efficiently.
【００１８】ステップ（ｄ） 注目画素Ｐjの隣接した全ての画素における位相データ
が位相つなぎ処理済みであれば位相つなぎ処理待ちリス
トＬに登録してある位置座標に対応した画素をリストＬ
から順次取り出し、１画素ずつ位相つなぎ処理Ｕを行っ
ていく。このとき位相つなぎ処理待ちリストＬに登録さ
れた画素が１つもない場合は、処理対象画素Ｑはないと
して位相つなぎ処理を終了する。Step (d) If the phase data of all the pixels adjacent to the target pixel Pj has been subjected to the phase connection processing, the pixels corresponding to the position coordinates registered in the phase connection processing waiting list L are displayed in the list L.
, And phase connection processing U is performed pixel by pixel. At this time, if there is no pixel registered in the phase connection processing waiting list L, the phase connection processing is terminated as there is no pixel Q to be processed.
【００１９】次に具体的な実施例について図５、図６，
図７を用いて説明する。図５は４行×４列のＣＣＤの画
素上に画像Ｉを示したものである。図中の連続領域Ａｉ
の１例で図中網掛けの画素は干渉縞が検出された画素で
ある。また、画素Ｐxyの添字xyは各画素に対応した位置
座標（Ｘ，Ｙ）を表す。まず最初に、位相つなぎ処理開
始画素探索処理ステップ（ａ）は、画像データＩの画素
Ｐ11からＸ方向あるいはＹ方向に順次スキャンし、位相
データ領域Ａｉに属し、かつ位相つなぎ処理が行われて
いない画素を検出したらその点を位相つなぎ処理開始画
素Ｐ0（注目画素Ｐ22）としスキャンを終了する処理で
ある。図４で説明したように、注目画素Ｐ22を中心に隣
接した８画素について順次未処理画素か否かの判断処理
を行う（ステップｂ）。未処理画素として順にＰ32、Ｐ
33、Ｐ13が検出される。Next, a specific embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the image I on the pixels of the CCD of 4 rows × 4 columns. Continuous area Ai in the figure
In the example, the shaded pixels in the figure are pixels for which interference fringes have been detected. The subscript xy of the pixel Pxy represents the position coordinates (X, Y) corresponding to each pixel. First, in the phase connection processing start pixel search processing step (a), scanning is sequentially performed in the X direction or the Y direction from the pixel P11 of the image data I, belongs to the phase data area Ai, and the phase connection processing is not performed. When a pixel is detected, the point is set as the phase connection processing start pixel P0 (target pixel P22), and the scan is ended. As described with reference to FIG. 4, a process of determining whether eight pixels adjacent to the target pixel P22 are unprocessed pixels is sequentially performed (step b). P32, P
33, P13 is detected.
【００２０】最初に検出された画素Ｐ32が位相つなぎ処
理の対象画素Ｑ32であり、他の未処理画素Ｐ33、Ｐ13の
それぞれの画素に対応した位置座標を位相つなぎ処理待
ち画素リストに登録する。（ステップｃ）このとき実施
例では、処理待ちリストに登録された画素は未処理画素
として扱われる。次に処理対象画素Ｑ32の隣接がその中
からつなぎ処理済み画素を検出し、つなぎ処理演算処理
を行う。つなぎ処理済み画素として前の注目画素Ｐ22が
選択され、このＰ22とＰ32との間で位相つなぎ処理演算
が行われる。The pixel P32 detected first is the target pixel Q32 of the phase connection processing, and the position coordinates corresponding to the respective pixels of the other unprocessed pixels P33 and P13 are registered in the waiting list for the phase connection processing. (Step c) At this time, in the embodiment, the pixels registered in the processing waiting list are treated as unprocessed pixels. Next, a connection-processed pixel is detected from adjacent pixels Q32 to be processed, and a connection processing operation is performed. The previous pixel of interest P22 is selected as a connected pixel, and a phase connection processing operation is performed between P22 and P32.
【００２１】つなぎ処理終了後は前のステップｂに戻
り、隣接する８画素Ｐ42、Ｐ43、Ｐ33、Ｐ23、Ｐ22、・
・・Ｐ41について未処理画素か否かの検出を行う。最初
に検出された画素Ｐ42が次の位相つなぎ処理対象画素と
なり、他の未処理画素Ｐ43、Ｐ33に対応した位置座標は
処理待ち画素リストＬに登録される。このように図５に
基づいて順次処理していく手順を表１に示した。表１に
は各ステップでの対象画素及びそのステップで処理待ち
画素リストに登録された画素に対応した位置座標を示し
た。After the connection process is completed, the process returns to the previous step b, and the adjacent eight pixels P42, P43, P33, P23, P22,.
Detect whether or not P41 is an unprocessed pixel. The pixel P42 detected first becomes the next pixel to be subjected to phase connection processing, and the position coordinates corresponding to the other unprocessed pixels P43 and P33 are registered in the processing waiting pixel list L. Table 1 shows the procedure for performing the processing sequentially based on FIG. Table 1 shows target pixels in each step and position coordinates corresponding to the pixels registered in the processing waiting pixel list in the step.
【００２２】[0022]
【表１】 [Table 1]
【００２３】図６は表１のステップ７まで進んだ状態を
示す図であり、斜線部はつなぎ処理済み画素である。こ
のステップでは隣接した画素には未処理画素がないの
で、処理待ち画素リストＬに登録された位置座標の中か
ら１つの画素を選択しその画素に対応した処理対象画素
を取り出すことになる。ここでは、処理待ち画素リスト
Ｌには重複した画素が登録されているが、本実施例では
登録された画素が未処理画素として扱われていたためで
ある。このリストの中の画素にはすでに隣接画素処理に
おいて位相つなぎ処理した画素も含まれている。従っ
て、処理対象画素を処理待ち画素リストＬから取り出す
際には、当然処理済みか否かの判別が必要となることは
いうまでもない。FIG. 6 is a diagram showing a state in which the process has proceeded to step 7 in Table 1. In FIG. In this step, since there is no unprocessed pixel in the adjacent pixel, one pixel is selected from the position coordinates registered in the processing waiting pixel list L, and the processing target pixel corresponding to the selected pixel is extracted. Here, the overlapping pixels are registered in the processing waiting pixel list L, but in the present embodiment, the registered pixels are treated as unprocessed pixels. Pixels in this list include pixels that have already undergone phase connection processing in adjacent pixel processing. Therefore, when taking out the processing target pixel from the processing waiting pixel list L, it is needless to say that it is necessary to determine whether or not the processing has been completed.
【００２４】本発明の実施例では、処理待ち画素リスト
にあるＰ13，Ｐ33、Ｐ34の中ですでに処理済み画素はＰ
33、Ｐ34、処理対象画素ＱjとしてはＰ13が取り出され
注目画素として位相つなぎ処理される。画素Ｐ13を中心
とした隣接した画素では未処理画素は画素Ｐ14であり、
処理対象画素として処理される。このように順次つなぎ
処理され、処理待ち画素リストに登録された位置座標に
対応した画素がなくなったら、つなぎ処理を終了する。In the embodiment of the present invention, among the pixels P13, P33 and P34 in the processing waiting pixel list, the pixels which have already been processed are P13.
33, P34, and P13 are taken out as the pixel Qj to be processed and subjected to phase connection processing as a pixel of interest. The unprocessed pixel is the pixel P14 among the adjacent pixels around the pixel P13,
It is processed as a processing target pixel. When the connection processing is sequentially performed as described above and there are no more pixels corresponding to the position coordinates registered in the processing waiting pixel list, the connection processing ends.
【００２５】図７は、このような手順により、全ての位
相つなぎ処理が終了した図である。本実施例では４×４
の画素列上の干渉縞像について説明したが、Ｎ×Ｍの画
素列上における干渉縞像であっても同様である。本発明
の実施の形態のによれば、処理開始点の位置や位相デー
タ領域の形状に影響されずに位相データ領域全体にわた
って連続した位相分布を得ることができる。さらに、従
来不可能であったエリアセンサ上に複数の位相データ領
域が存在する場合でも連続した位相分布を得ることがで
きる。FIG. 7 is a diagram in which all the phase connection processes have been completed by such a procedure. In this embodiment, 4 × 4
Has been described, but the same applies to an interference fringe image on an N × M pixel row. According to the embodiment of the present invention, a continuous phase distribution can be obtained over the entire phase data area without being affected by the position of the processing start point or the shape of the phase data area. Further, even when a plurality of phase data areas exist on the area sensor, which has been impossible in the related art, a continuous phase distribution can be obtained.
【００２６】本実施例ではＸ方向に順次スキャンして位
相つなぎ開始点を探索したが、本発明では位相つなぎ処
理開始点は任意の画素から初めても何ら差し支えない。
次に、連続領域位相データが複数存在する場合を考え
る。連続領域Ａｉについての位相つなぎ処理Ｓ２では、
注目画素Pjについての位相つなぎ処理Ｕを次に注目すべ
き画素がなくなるまで反復することにより、処理Ｓ１で
検出した開始画素を起点にＰ0、Ｐ1・・、Ｐj、Ｐj+1・
・・、Ｐm（図７ではＰ0からＰ8）と連続領域Ａｉに属
する全ての画素について位相つなぎ処理を行い、連続領
域Ａiについて連続的な位相分布が得られる。このと
き、上記処理Ｕのステップ２の処理中で対象画素Ｐjを
領域Ａｉに属する画素リストＲjに順次登録しておけ
ば、連続領域Ａiに属する画素を領域Ａiに属する画素リ
ストＲjとして容易に得ることができる。In the present embodiment, the phase connection start point is searched by sequentially scanning in the X direction. However, in the present invention, the phase connection processing start point can be started from an arbitrary pixel.
Next, consider the case where there are a plurality of continuous area phase data. In the phase connection processing S2 for the continuous area Ai,
By repeating the phase connection process U for the pixel of interest Pj until there is no next pixel to be focused on, P0, P1,..., Pj, Pj + 1.
.., Pm (P0 to P8 in FIG. 7) and all the pixels belonging to the continuous area Ai are subjected to the phase connection processing, and a continuous phase distribution is obtained for the continuous area Ai. At this time, if the target pixels Pj are sequentially registered in the pixel list Rj belonging to the area Ai during the processing of step 2 of the processing U, the pixels belonging to the continuous area Ai can be easily obtained as the pixel list Rj belonging to the area Ai. be able to.
【００２７】さらに、干渉画像Ｉについてのステップ
（ａ）からステップ（ｄ）の処理を位相つなぎ開始点が
見つからなくなるまで反復すれば、干渉画像Ｉに含まれ
る全ての連続領域Ａについて連続した位相分布が得ら
れ、かつ１つの連続領域Ａｉごとに、連続領域Ａｉに属
する画素を領域Ａiに属する画素リストＲjとして得られ
る。Further, by repeating the processing from step (a) to step (d) for the interference image I until the start point of the phase connection is no longer found, a continuous phase distribution is obtained for all the continuous areas A included in the interference image I. Is obtained, and for each continuous area Ai, the pixels belonging to the continuous area Ai are obtained as a pixel list Rj belonging to the area Ai.
【００２８】図８は、連続領域Ａiを順次探索する処理
を説明する図である。斜線で示した画素は位相つなぎ処
理済みで連続領域Ａ１もついての位相つなぎが終了した
状態である。ステップ（ａ）によって連続領域Ａ２の位
相つなぎ開始点Ｐ0を検出した状態である。連続領域Ａ2
及びＡ3について同様な位相つなぎ処理を行うことによ
り、干渉画像Ｉに含まれる全ての連続領域Ａについて連
続した位相分布が得られる。FIG. 8 is a diagram for explaining a process of sequentially searching the continuous area Ai. Pixels indicated by oblique lines are in a state where the phase connection processing has been completed and the phase connection for the continuous area A1 has been completed. This is a state in which the phase connection start point P0 of the continuous area A2 has been detected in step (a). Continuous area A2
By performing the same phase connection processing for A3 and A3, a continuous phase distribution can be obtained for all the continuous regions A included in the interference image I.
【００２９】図９（ａ）はＣＣＤ画像上に３次元的に表
現された位相つなぎ処理前の干渉縞像である。また図９
（ｂ）は本発明の実施の形態により図９（ａ）を位相つ
なぎ処理を行った後の連続的な位相分布となった干渉縞
像である。FIG. 9 (a) is an interference fringe image before a phase connection process represented three-dimensionally on a CCD image. FIG.
FIG. 9B is an interference fringe image having a continuous phase distribution after performing the phase connection processing in FIG. 9A according to the embodiment of the present invention.
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明の位相つなぎ方法により、穴部、
突起部あるいは画素の欠落などの複雑な連続領域に影響
されずに、簡素化された処理演算により連続的な位相分
布を得ることが出来る。また、複数の連続領域が含まれ
ている画像についても、その連続領域を順次検出し、位
相つなぎ処理することにより、従来位相つなぎ処理が出
来なかった分断された干渉像であっても位相つなぎ処理
が可能となった。According to the phase connecting method of the present invention, a hole,
A continuous phase distribution can be obtained by a simplified processing operation without being affected by a complicated continuous area such as a protrusion or a missing pixel. In addition, even for an image including a plurality of continuous regions, the continuous regions are sequentially detected, and the phase connection processing is performed. Became possible.
【００３１】さらに、連続領域の位相つなぎ処理中に後
で処理すべき画素に対応した位置座標を登録しておくこ
とにより、位相つなぎ処理と同時に連続領域毎にそれぞ
れに属する画素が容易に得ることができる。そのため位
相データ領域の形状情報を知ることができ、後の演算処
理、例えばノイズ処理を容易に行えるようになった。Furthermore, by registering the position coordinates corresponding to the pixels to be processed later during the phase connection processing of the continuous area, the pixels belonging to each continuous area can be easily obtained at the same time as the phase connection processing. Can be. Therefore, it is possible to know the shape information of the phase data area, and it is possible to easily perform the subsequent arithmetic processing, for example, noise processing.
【図１】位相つなぎ処理対象の干渉画像と連続領域を説
明する図。FIG. 1 is a view for explaining an interference image and a continuous region to be subjected to a phase connection process;
【図２】位相つなぎ処理の流れを説明する図。FIG. 2 is a view for explaining the flow of a phase connection process.
【図３】つなぎ処理開始探索処理を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating a connection process start search process.
【図４】（ａ）（ｂ）注目画素Ｐjに隣接する画素の中
から処理対象画素Ｑを検出する手順を説明する図であ
る。FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating a procedure for detecting a processing target pixel Q from pixels adjacent to a target pixel Pj.
【図５】 注目画素Ｐ0についての位相つなぎ処理手順
を説明する図FIG. 5 is a view for explaining a phase connection processing procedure for a target pixel P0.
【図６】 注目画素Ｐ6についての位相つなぎ処理手順
を説明する図FIG. 6 is a diagram for explaining a phase connection processing procedure for a target pixel P6.
【図７】 注目画素Ｐ8についての位相つなぎ処理手順
を説明する図FIG. 7 is a view for explaining a phase connection processing procedure for a target pixel P8.
【図８】 連続領域Ａiを順次探索処理する説明図FIG. 8 is an explanatory diagram for sequentially searching a continuous area Ai.
【図９】（ａ）、（ｂ） ＣＣＤ画像上に３次元的に表
現された位相つなぎ処理前の干渉縞像と位相つなぎ処理
した後の干渉縞像9A and 9B are three-dimensionally represented interference fringe images on a CCD image before phase connection processing and interference fringe images after phase connection processing.
Ａｎ 位相データ領域 Ｂ 干渉像を検出されなかったバックグラウンド領域 An phase data area B Background area where no interference image was detected
Claims (1)
照光とを干渉させその干渉縞の強度をエリアセンサで読
み取り、読み取った強度値を用いて各点での位相データ
を計算し、求めた位相データから連続的な位相分布を求
める波面の位相つなぎ方法において、 （ａ）；画素データを順次スキャンして位相データ領域
中の位相つなぎ未処理画素を検出し処理開始画素とし、
該処理開始画素を処理済みとみなし注目画素とするステ
ップと、 （ｂ）；前記注目画素に隣接する画素から少なくとも１
つの未処理画素を検出し処理対象画素とするステップ
と、 （ｂ１）；前記ステップ（ｂ）において処理対象画素と
ならなかった未処理画素の位置情報を処理待ち画素リス
トに登録するステップと、 （ｂ２）；前記ステップ（ｂ）において未処理画素がな
かった場合には前記処理待ち画素リストに登録してある
位置情報に対応した未処理画素を処理対象画素として順
次選択するステップと、 （ｃ）；前記ステップ（ｂ）の処理対象画素に隣接する
処理済み画素を検出し、該処理済み画素と前記ステップ
（ｂ）で検出された前記処理対象画素との位相つなぎ処
理を行うステップと、 （ｄ）；前記（ｃ）ステップ終了後に前記ステップ
（ｂ）で検出された前記処理対象画素を注目画素として
ステップ（ｂ）に戻るステップと、 を含み前記ステップ（ｂ）において未処理画素がなくな
るまで、前記（ｂ）〜（ｄ）のステップを順次行うこと
により連続的な位相分布を求めることを特徴とする波面
の位相つなぎ方法。An object sensor and a reference beam interfere with each other by a fringe scanning interference measurement method, the intensity of the interference fringes is read by an area sensor, and phase data at each point is calculated by using the read intensity value. A phase connection method for a wavefront for obtaining a continuous phase distribution from the obtained phase data, comprising the steps of: (a) scanning pixel data sequentially to detect a phase connection unprocessed pixel in a phase data area and set it as a processing start pixel;
(B) determining at least one pixel from a pixel adjacent to the target pixel
(B1): registering the position information of the unprocessed pixel that has not become the process target pixel in the step (b) in a process waiting pixel list; b2): when there is no unprocessed pixel in the step (b), sequentially selecting an unprocessed pixel corresponding to the position information registered in the waiting pixel list as a processing target pixel; and (c). Detecting a processed pixel adjacent to the processing target pixel in the step (b), and performing a phase connection process between the processed pixel and the processing target pixel detected in the step (b); And (c) after the step (c) is completed, returning to step (b) with the pixel to be processed detected in step (b) as a pixel of interest. In (b) to unprocessed pixels is eliminated, the (b) ~ wavefront phase linkage method, characterized by determining a continuous phase distribution by sequentially performing the steps of (d).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10337441A JP2000161908A (en) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | Phase connecting method for wave fronts by fringe scanning interference measuring method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10337441A JP2000161908A (en) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | Phase connecting method for wave fronts by fringe scanning interference measuring method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000161908A true JP2000161908A (en) | 2000-06-16 |
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ID=18308672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10337441A Pending JP2000161908A (en) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | Phase connecting method for wave fronts by fringe scanning interference measuring method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000161908A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008082869A (en) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Mitsutoyo Corp | Phase unwrapping method in interference fringe analysis |
| CN102425988A (en) * | 2011-11-20 | 2012-04-25 | 中国科学院光电技术研究所 | Phase extraction method for phase-shifting interference fringe pattern |
| CN104792269A (en) * | 2015-04-10 | 2015-07-22 | 北京航空航天大学 | Calculation method for optical fiber end face height insensitive to linear phase-shift errors |
| CN105571517A (en) * | 2016-01-19 | 2016-05-11 | 北京航空航天大学 | Modified coherence peak demodulation method for fiber end face detection |
-
1998
- 1998-11-27 JP JP10337441A patent/JP2000161908A/en active Pending
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