專(zhuān)利名稱(chēng)：一種濾除干涉檢測(cè)數(shù)據(jù)中隨機(jī)噪聲的濾波方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種濾除干涉檢測(cè)數(shù)據(jù)中隨機(jī)噪聲的濾波方法，屬于光學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高精度面形干涉檢測(cè)一直是光學(xué)檢測(cè)測(cè)試領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。為達(dá)到納米級(jí)超高精度的面形檢測(cè)，必須要對(duì)影響干涉儀檢測(cè)精度的各種微小誤差因素進(jìn)行控制，其中檢測(cè)結(jié)果中由環(huán)境隨機(jī)噪聲、CCD探測(cè)器電子噪聲引入的隨機(jī)噪聲可通過(guò)濾波的方法濾除。常用的濾波方法有均值濾波、低通濾波、高通濾波和帶通濾波等。均值濾波方法是以數(shù)據(jù)相鄰點(diǎn)的算術(shù)平均值作為該點(diǎn)濾波后的值，這種方法原理簡(jiǎn)單可行，濾波速度快，但會(huì)丟失原始數(shù)據(jù)信息，不能保留原始數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)；低通濾波、高通濾波、帶通濾波等濾波方法都是基于傅里葉變換，保留或?yàn)V除特定空間頻率的數(shù)據(jù)信息，這種濾波方法對(duì)分析數(shù)據(jù)中 不同頻率的分布十分有效，但并不適用于濾除面形檢測(cè)數(shù)據(jù)中的隨機(jī)噪聲。為了滿(mǎn)足高精度面形檢測(cè)中，對(duì)各種隨機(jī)噪聲的濾除，本發(fā)明提出了一種準(zhǔn)確濾除隨機(jī)噪聲的濾波方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為了解決高精度面形過(guò)程中，各種隨機(jī)噪聲對(duì)檢測(cè)精度的影響，本發(fā)明提出了一種濾除干涉檢測(cè)數(shù)據(jù)中隨機(jī)噪聲的濾波方法。本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述的目的采用的技術(shù)方案為一種濾除干涉檢測(cè)數(shù)據(jù)中隨機(jī)噪聲的濾波方法，其包含以下步驟步驟I)、對(duì)于數(shù)據(jù)點(diǎn)(iQ，jQ)，選取濾波窗口大小為(2n+l)X(2m+l)，以數(shù)據(jù)點(diǎn)(i0, J0)為原點(diǎn)，并確定多次擬合函數(shù)階數(shù)N，其中N < (2n+l) X (2m+l)，對(duì)濾波窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)為對(duì)象，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)
n m 『-ψF —[/: . 1 ； , — ifl, + · I + u.2 * J ++ Q4 * I * J ++ …)j
i n j m其中Pi，j為相對(duì)像素坐標(biāo)為(i，j)的值，坐標(biāo)原點(diǎn)為選取的數(shù)據(jù)點(diǎn)及._;;,，(a0，a” a2，…，B^1)為多項(xiàng)式系數(shù)；步驟2)、釆用最小二乘法對(duì)濾波窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，使目標(biāo)函數(shù)最小，
Qf
即$ i = O, I, 2，…，N -1，得到超定方程組AX = B，其中，
OT1-A — [A1 A2 A3 …A(2n+1) (2m+1)]，
權(quán)利要求
1.一種濾除干涉檢測(cè)數(shù)據(jù)中隨機(jī)噪聲的濾波方法，其特征在于包含以下步驟 步驟I)、對(duì)于數(shù)據(jù)點(diǎn)(iQ，jQ)，選取濾波窗ロ大小為(2n+l) X (2m+1)，以數(shù)據(jù)點(diǎn)(iQ，j。)為原點(diǎn)，并確定多次擬合函數(shù)階數(shù)N，其中N < (2n+l) X (2m+l)，對(duì)濾波窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)為對(duì)象，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種濾除干涉檢測(cè)數(shù)據(jù)中隨機(jī)噪聲的濾波方法，其特征在于所述的數(shù)據(jù)點(diǎn)是逐行或逐列遞增進(jìn)行濾波濾除的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種濾除干涉檢測(cè)數(shù)據(jù)中隨機(jī)噪聲的濾波方法，其特征在于所述的濾波窗ロ大小可選和多次函數(shù)階數(shù)可選。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種濾除干涉檢測(cè)數(shù)據(jù)中隨機(jī)噪聲的濾波方法，其特征在于所述的多項(xiàng)式擬合方法采用最小ニ乘擬合算法。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種濾除干涉檢測(cè)數(shù)據(jù)中隨機(jī)噪聲的濾波方法，其特征在于所述的邊界數(shù)據(jù)點(diǎn)直接采用原始值。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種濾除干涉檢測(cè)數(shù)據(jù)中隨機(jī)噪聲的濾波方法，該方法以選取的數(shù)據(jù)點(diǎn)為中心點(diǎn)，采用多次函數(shù)對(duì)濾波窗口(濾波窗口大小可調(diào))內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行基于最小二乘法的多項(xiàng)式擬合(多次函數(shù)階數(shù)可選)，得到多項(xiàng)式系數(shù)，并以常數(shù)項(xiàng)系數(shù)作為該點(diǎn)濾波后的值，然后依次按行或按列遞增進(jìn)行濾波。相比于一般的均值濾波和帶通濾波，該方法可準(zhǔn)確濾除隨機(jī)噪聲并保留原始數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)信息，不會(huì)丟失任何頻率信息。本發(fā)明通過(guò)對(duì)檢測(cè)面形數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，提供了一種濾除隨機(jī)噪聲的方法，對(duì)高精度面形檢測(cè)中進(jìn)一步提高面形檢測(cè)精度有重要的應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)G01B11/24GK102865830SQ20121033650
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者宋偉紅, 李世芳, 侯溪, 趙文川, 吳高峰, 徐燕, 毛潔, 吳永前, 萬(wàn)勇建 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所