阅读说明：本技术 相位解包裹方法、装置、系统、计算机设备及存储介质 (Phase- un- wrapping method, apparatus, system, computer equipment and storage medium ) 是由 黄佐华 林盼明 罗都 彭力 于 2019-07-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种相位解包裹方法、装置、系统、计算机设备及存储介质,所述方法包括：获取包裹相位干涉图；确定阈值；通过阈值确定包裹相位干涉图的凹陷边界,形成翻转临界线；对包裹相位干涉图的凹陷部分进行自动翻转替换,得到第一解包裹相位矩阵；对第一解包裹相位矩阵进行滤波平滑处理,得到第二解包裹相位矩阵；计算并保存第一解包裹相位矩阵与第二解包裹相位矩阵的相对误差；当阈值未达到预设值时,返回重新确定阈值及执行后续操作；当阈值达到预设值时,输出最小相对误差对应的阈值和第二解包裹相位矩阵；根据最小相对误差对应的第二解包裹相位矩阵,输出重构的真实相位分布。本发明提高了包裹相位干涉图的真实相位还原的效率及准确性。(The invention discloses a kind of Phase- un- wrapping method, apparatus, system, computer equipment and storage mediums, which comprises obtains wrapped phase interference pattern；Threshold value；The recess boundary of wrapped phase interference pattern is determined by threshold value, forms overturning critical line；Automatic turning replacement is carried out to the depressed section of wrapped phase interference pattern, obtains the first Phase Unwrapping Algorithm matrix；Smoothing processing is filtered to the first Phase Unwrapping Algorithm matrix, obtains the second Phase Unwrapping Algorithm matrix；Calculate and save the relative error of the first Phase Unwrapping Algorithm matrix and the second Phase Unwrapping Algorithm matrix；When threshold value is not up to preset value, return redefines threshold value and executes subsequent operation；When threshold value reaches preset value, the corresponding threshold value of minimum relative error and the second Phase Unwrapping Algorithm matrix are exported；According to the corresponding second Phase Unwrapping Algorithm matrix of minimum relative error, the true phase distribution of reconstruct is exported.The present invention improves the efficiency and accuracy of the true phase reduction of wrapped phase interference pattern.)

相位解包裹方法、装置、系统、计算机设备及存储介质

技术领域

本发明涉及一种相位解包裹方法、装置、系统、计算机设备及存储介质，属于图像处理研究领域。

背景技术

相位解包裹计算被广泛应用于干涉合成孔径雷达、基于结构光的三维测量、光学干涉测量与成像等测量方法中。在从包裹干涉图获取相位的过程中，一般要用反正切范数提取相位，致使连续的相位被截断，值域被限定在(-π，π]，形成包裹相位图。故需要对包裹相位进行解包裹，将截断相位重构，以求得真实的连续相位。但实际情况下，包裹相位由于欠采样、含有噪声、局部阴影等影响因素，常会出现残差点区域，影响解包裹的精度，给解包裹增加了难度，也间接影响真实相位重构的精确度。

现有的相位解包裹算法及方法众多，归纳起来主要有两种：路径跟踪算法和路径无关算法。其中，路径跟踪算法主要有枝切法、质量图导向法和掩膜割线法等；路径无关算法主要是寻求满足最小范数的解，如基于离散余弦变换的最小二乘法、基于快速傅里叶变换的最小二乘法等。严重欠采样和较强噪声对解包裹来说是两个难题，钱晓凡等提出了横向剪切最小二乘法(LSBLS)，郭媛等提出了四向横向剪切最小二乘法(FSLBS)。这些算法可以恢复欠采样相位图，但依旧无法有效求解严重欠采样的包裹相位图。

近年来，自适应阈值在图像分割、去噪、去雾、相位转换等方面应用广泛。国外学者Eser Sert等人基于结构光系统提出自适应阈值相位转换三级校准算法进行三维物体测量。在图像处理方面，有研究者提出基于自适应阈值移除背景的边缘投影轮廓测定法，也有将自适应阈值用于细胞图像处理及图像去噪声等。目前，自适应阈值在图像解包裹方面还没有广泛的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种相位解包裹方法、装置、系统、计算机设备及存储介质，其相位解包裹的精度高，提高了包裹相位干涉图的真实相位还原的效率及准确性，解决了现有相位解包裹算法存在的问题。

本发明的第一个目的在于提供一种相位解包裹方法。

本发明的第二个目的在于提供一种相位解包裹装置。

本发明的第三个目的在于提供一种相位解包裹系统。

本发明的第四个目的在于提供一种计算机设备。

本发明的第五个目的在于提供一种存储介质。

本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种相位解包裹方法，所述方法包括：

获取包裹相位干涉图；

确定阈值；

通过阈值确定包裹相位矩阵的凹陷边界，形成翻转临界线；

对包裹相位矩阵的凹陷部分进行自动翻转替换，得到第一解包裹相位矩阵；

对第一解包裹相位矩阵进行滤波平滑处理，得到第二解包裹相位矩阵；

计算并保存第一解包裹相位矩阵与第二解包裹相位矩阵的相对误差；

当阈值未达到预设值时，返回重新确定阈值，并执行后续操作；

当阈值达到预设值时，输出最小相对误差对应的阈值和第二解包裹相位矩阵；

根据最小相对误差对应的第二解包裹相位矩阵，输出重构的真实相位分布。

进一步的，所述阈值为0.9与1之间的数值，其中0.9是第一个阈值，1是最后一个阈值；所述重新确定阈值是指将当前阈值加上0.01；所述预设值为1。

进一步的，所述通过阈值确定包裹相位矩阵的凹陷边界，形成翻转临界线，具体包括：

将阈值W作为获取包裹相位矩阵的凹陷边界的依据，提取包裹相位矩阵中相位值大于W*phi(max)的像素，并将该像素区域设置为1，其中phi(max)为输入相位矩阵的相位最大值，即设置为1的像素区域为凹陷部分，而其余像素设置为0。

进一步的，所述对包裹相位矩阵的凹陷部分进行自动翻转替换，得到第一解包裹相位矩阵，具体包括：

对包裹相位矩阵的凹陷部分进行翻转，将翻转后得到的凹陷矩阵替换包裹相位矩阵中凹陷处的位置，得到新的相位矩阵；

当凹陷矩阵为非零矩阵时，对该凹陷矩阵进行翻转，将翻转后得到的凹陷矩阵替换当前相位矩阵中凹陷处的位置，得到新的相位矩阵；

当凹陷矩阵为零矩阵时，将当前相位矩阵作为第一解包裹相位矩阵，并进行输出。

进一步的，所述获取包裹相位干涉图之后，还包括：

对包裹相位干涉图进行预处理，实际过程中有需要时可将反余弦包裹相位干涉图转化为反正切包裹相位干涉图。

本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种相位解包裹装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取包裹相位干涉图；

第一确定模块，用于确定阈值；

第二确定模块，用于通过阈值确定包裹相位矩阵的凹陷边界，形成翻转临界线；

翻转替换模块，用于对包裹相位矩阵的凹陷部分进行自动翻转替换，得到第一解包裹相位矩阵；

处理模块，用于对第一解包裹相位矩阵进行滤波平滑处理，得到第二解包裹相位矩阵；

计算模块，用于计算并保存第一解包裹相位矩阵与第二解包裹相位矩阵的相对误差；

返回模块，用于当阈值未达到预设值时，返回重新确定阈值，并执行后续操作；

第一输出模块，用于当阈值达到预设值时，输出最小相对误差对应的阈值和第二解包裹相位矩阵；

第二输出模块，用于根据最小相对误差对应的第二解包裹相位矩阵，输出重构的真实相位分布。

进一步的，所述翻转替换模块，具体包括：

第一翻转替换单元，用于对包裹相位矩阵的凹陷部分进行翻转，将翻转后得到的凹陷矩阵替换包裹相位矩阵中凹陷处的位置，得到新的相位矩阵；

第二翻转替换单元，用于当凹陷矩阵为非零矩阵时，对该凹陷矩阵进行翻转，将翻转后得到的凹陷矩阵替换当前相位矩阵中凹陷处的位置，得到新的相位矩阵；

输出单元，用于当凹陷矩阵为零矩阵时，将当前相位矩阵作为第一解包裹相位矩阵，并进行输出。

进一步的，所述获取模块之后，还包括：

预处理模块，用于对包裹相位干涉图进行预处理，实际过程中有需要时可将反余弦包裹相位干涉图转化为反正切包裹相位干涉图。

本发明的第三个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种相位解包裹系统，所述系统包括依次相连的半导体激光器、可调衰减器、扩束镜、针孔滤波器、第一准直透镜、第二准直透镜、相板、第三准直透镜、摄像机和计算机，所述第一准直透镜与第二准直透镜之间放置目标物体，所述目标物***于第二准直透镜的前焦面处，所述相板位于第二准直透镜的后焦面处，所述摄像机位于第三准直透镜的后焦面处；

所述半导体激光器发出的激光光束依次通过衰减器、扩束镜、针孔滤波器、第一准直透镜后形成平面光波，以照射目标物体；在第二准直透镜的后焦面上获得物光波的频谱，相板使相位调制区域对准物光波频谱的零频区域，通过零频区域的光波与通过零频区域外的光波经历了不同的相位调制，在第三准直透镜的后焦面上产生包裹相位干涉图，由摄像机对包裹相位干涉图进行采集，并输入计算机；

所述计算机，用于执行上述的相位解包裹方法。

本发明的第四个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种计算机设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现上述的相位解包裹方法。

本发明的第五个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现上述的相位解包裹方法。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本发明在获取包裹相位干涉图后，确定阈值，通过阈值确定包裹相位矩阵的凹陷边界，形成翻转临界线，对包裹相位矩阵的凹陷部分进行自动翻转替换，将自动翻转替换后的相位矩阵进行滤波平滑处理，计算并保存滤波平滑处理前后两个相位矩阵的相对误差，重新确定阈值，执行确定阈值的后续操作，直到阈值达到预设值时，才终止循环，此时通过比较每次确定阈值保存的相对误差，得到最小相对误差，输出最小相对误差对应的阈值和滤波平滑处理后的相位矩阵，在相位解包裹中采用相位翻转恢复相位的方法，最大的优点是利用阈值确定翻转临界线，能够以最小的相对误差求解出完整的真实相位，从而提高了相位解包裹的精度，并且通过自动寻找阈值的方式，能有效避免手动设置阈值，提供正确阈值选择，提高了相位还原的效率及准确性。

2、本发明采用了自动翻转算法对包裹相位矩阵的凹陷部分进行处理，对包裹相位矩阵的凹陷部分进行翻转，将翻转后得到的凹陷矩阵替换包裹相位矩阵中凹陷处的位置，得到新的相位矩阵，此时会对凹陷矩阵进行判断，若凹陷矩阵为非零矩阵，对该凹陷矩阵进行翻转，将翻转后得到的凹陷矩阵替换当前相位矩阵中凹陷处的位置，得到新的相位矩阵，直到凹陷矩阵为零矩阵时，才终止循环，通过自动翻转替换的方式，使得解包裹相位矩阵中找不到凹陷。

3、本发明能在较强噪声情况下准确地恢复真实相位，具有一定的抗噪性能，解决了噪声会影响解包裹的精度的问题。

4、本发明得到的重构相位与真实相位的误差较小，能对网格尺寸较大的包裹相位干涉图(如1501×1501)实现相位解包裹，提高了相位解包裹的精度，为高精度、大计算量的解包裹提供了新的参考方法。

5、本发明适合于包裹周期为π、2π、3π等的各种包裹相位干涉图的解包裹，应用范围及领域广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的相位解包裹系统的光路图。

图2为本发明实施例1的本底光强图。

图3为本发明实施例1的包裹相位干涉图。

图4为本发明实施例1的相位解包裹方法的思路流程图。

图5为本发明实施例1的相位解包裹方法的完整流程图。

图6为本发明实施例1的自动翻转替换算法的流程图。

图7为本发明实施例1的采用自适应阈值翻转算法进行解包裹得到的真实相位分布图。

图8为采用现有的横向剪切最小二乘法解进行解包裹得到的真实相位分布图。

图9为本发明实施例3的相位解包裹装置的结构框图。

图10为本发明实施例3的翻转替换模块的结构框图。

图11为本发明实施例4的计算机设备的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

相衬法是常见的定量相位分布成像方法，在透明生物医学细胞显微成像、透明材料或微透镜检测、干涉计量，流场密度分布测量等领域有广泛应用。在全场的相衬法真实相位分布重构中，常常涉及相位的解包裹过程。

设目标物体的样品为纯相位型透明物体，简称相位物体，振幅为A的平行光正入射到物平面上，则物光场的复振幅可表示为：

若忽略相干光学系统有限孔径的影响，其频谱为：

如果在频谱面上加泽尼克相板，其空间滤波函数为：

其中，t及分别为相板的振幅透过率与相移量。加相板后，像面的光强分布数学表达式可写为：

要求解出相位分布还需要知道不放置样品和相板时，像面本底光强度I₀的大小。考虑到对实际样品成像时，多次移动相板会增加许多无谓的工作量，因此在不移动相板的情况下，直接移开样品或让样品中不含物体信息的区域光场通过。此时，像面本底光强度可表示为：

I₀＝A²t²；

由I(x，y)和I₀可计算出被测样品的相位主值分布为：

其中，根据上式可以唯一确定0～π范围内的相位值。因此，当被测物体相位变化较小时，即其相位分布变化范围在π以内时，的值能直接反映物体的真实相位分布；如果物体相位超过不，通过拍摄两幅相衬图像，即本底光强图I₀及包裹相位干涉图I(x，y)，由于相位被包裹，不能直接求解，就需要利用上述反余弦关系，通过解包裹才能重构被测相位物体的真实相位分布。

图1为本实施例的相位解包裹系统的光路图，该系统包括依次相连的半导体激光器101、可调衰减器102、扩束镜103、针孔滤波器104、第一准直透镜105、第二准直透镜106、相板107、第三准直透镜108、摄像机109和计算机110，可以对相衬法进行实验，摄像机109可以采用CCD摄像机，通过该摄像机109可以获取样品111的包裹相位干涉图，如果样品111的相位分布超过π，就需要解包裹算法处理，才能得到样品的真实相位分布或成像，实验中选取的样品111是微透镜阵列组，其中单个微透镜球面的实际标准最大厚度大约为3.52μm，用波长为635nm的激光光束照射该微透镜阵列时，其球面顶部到底部的最大相位差约为15.88rad(5.055π)；相板107采用振幅透过率t为0.3及相移量为1.1π的自制相板，采用该相板107进行实验，通过微调支架严格放置于成像透镜的频谱面(焦平面)上。

利用相位解包裹系统获取本底光强图及包裹相位干涉图的实验包括以下步骤：

1)使从半导体激光器101发出的激光光束依次通过可调衰减器102、扩束镜103、针孔滤波器104和第一准直透镜105后，形成平面光波，以照射样品111；其中，半导体激光器101发出的激光光束波长为635nm，第一准直透镜105的焦距为150mm。

2)调节第二准直透镜106的位置，使样品111位于第二准直透镜106的前焦面处，在第二准直透镜106的后焦面上获得物光波的频谱；其中，第二准直透镜106的焦距为180mm。

3)相板107位于第二准直透镜106的后焦面处，调节相板107的位置，使相板107的相位调制区域对准物光波频谱的零频区域，通过零频区域(零频分量)的光波与通过零频区域外的光波(高频分量)经历了不同的相位调制，在第三准直透镜108的后焦面上产生包裹相位干涉图；其中，第三准直透镜108的焦距为180mm。

3)摄像机109位于第三准直透镜的后焦面处，由摄像机109对本底光强图及包裹相位干涉图进行采集，其可以通过数据线将采集的图像输入计算机110，也可以通过无线传输的方式将采集的图像输入计算机110，图2为含噪声的本底光强图，图3为含噪声的包裹相位干涉图。

如图4和图5所示，本实施例还提供了一种相位解包裹方法，该方法采用了自适应阈值翻转算法(SATR)进行解包裹，其应用于计算机110中，包括以下步骤：

S501、获取包裹相位干涉图。

摄像机109采集本底光强图及包裹相位干涉图，并输入计算机110，计算机110获取包裹相位干涉图，通过后续步骤对包裹相位干涉图进行解包裹。

S502、对包裹相位干涉图进行预处理。

对包裹相位干涉图进行预处理，实际过程中有需要时可将反余弦包裹相位干涉图转化为反正切包裹相位干涉图。

S503、确定阈值。

具体地，将阈值记为W，0.9≤W≤1，本实施例第一次确定的阈值为0.9。

S504、通过阈值确定包裹相位矩阵的凹陷边界，形成翻转临界线。

具体地，将阈值W作为获取包裹相位矩阵的凹陷边界的依据，提取包裹相位矩阵中相位值大于W*phi(max)的像素，并将该像素区域设置为1，其中phi(max)为输入相位矩阵的相位最大值，即设置为1的像素区域为凹陷部分，而其余像素设置为0，形成只有凹陷边界值为1的“墙壁”，该“墙壁”即为翻转临界线后续进行自动翻转的边界线，将包裹相位矩阵记为phi00，实现代码如下：

S505、对包裹相位矩阵的凹陷部分进行自动翻转替换，得到第一解包裹相位矩阵。

该步骤S505的实现采用了自动翻转替换算法，如图6所示，具体包括：

S5051、对包裹相位矩阵的凹陷部分进行翻转，将翻转后得到的凹陷矩阵替换包裹相位矩阵中凹陷处的位置，得到新的相位矩阵。

S5052、对凹陷矩阵进行判断。

若凹陷矩阵为非零矩阵，则进入步骤S5053，若凹陷矩阵为零矩阵，则进入步骤S5054。

S5053、对该凹陷矩阵进行翻转，将翻转后得到的凹陷矩阵替换当前相位矩阵中凹陷处的位置，得到新的相位矩阵；

在本步骤执行完成后，返回步骤S5052，直到在步骤S5052中判断凹陷矩阵为零矩阵时，才终止循环进入步骤S5054。

S5054、将当前相位矩阵作为第一解包裹相位矩阵，并进行输出。

该步骤S505中的相位矩阵均记为phi00，翻转的对称轴在第一次为π，第二次为2π，第三次为4π，以此类推；实现第一次翻转的代码如下：

S506、对第一解包裹相位矩阵进行滤波平滑处理，得到第二解包裹相位矩阵，记为phi00T。

S507、计算并保存第一解包裹相位矩阵与第二解包裹相位矩阵的相对误差。

S508、对阈值进行判断。

若阈值W未达到预设值，即阈值W小于预设值，则返回步骤S503重新确定阈值W，若阈值W达到预设值，即等于预设值，则进入步骤S509。

本实施例的预设值为1，重新确定阈值W是指将当前阈值W加上0.01，即第二次确定的阈值W为0.91，第三次确定的阈值W为0.92、第四次确定的阈值W为0.93……依次类推，直到判断阈值W为1时，才终止循环，即最后一次确定的阈值W为1，共要计算11个阈值W，即进行了11次自动翻转替换。

S509、输出最小相对误差对应的阈值和第二解包裹相位矩阵。

通过比较每次确定阈值W保存的相对误差，得到最小相对误差，输出最小相对误差对应的阈值W和第二解包裹相位矩阵phi00T，该阈值W即为最佳阈值。

上述步骤S502～S509利用了findSunken函数实现，其为自适应阈值翻转算法的核心函数，函数中设置阈值时定义了一个变量W，该值是实现后续自动翻转替换操作的关键，每一次阈值W对应一次自动翻转替换，保存每一次自动翻转替换后的第一解包裹相位矩阵phi00与进行滤波平滑处理后的第二解包裹相位矩阵phi00T的相对误差，找到最小相对误差对应的阈值W和第二解包裹相位矩阵phi00T并进行输出，使阈值W不断更新，保证了操作的准确性。

S510、根据最小相对误差对应的第二解包裹相位矩阵，输出重构的真实相位分布。

采用本实施例的自适应阈值翻转算法(SATR)进行解包裹得到的真实相位分布图，如图7所示，采用现有的横向剪切最小二乘法算法(LSBLS)进行解包裹得到的真实相位分布图，如图8所示，其中用SATR反演得到的单个微透镜的相位最大值约为16.35rad，厚度约为3.62μm，与微透镜阵列参数对比，存在约为0.10μm的绝对误差，相对误差为2.84％；用LSBLS反演得到的单个微透镜的相位最大值约为15.22rad，厚度约为3.37μm，与微透镜阵列参数对比，存在约为0.15μm的绝对误差，相对误差为4.16％。说明本实施例的方法反演得到的重构相位与真实相位的误差较小，精度较高。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例的方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于计算机可读存储介质中。

应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了上述实施例的方法操作，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

实施例3：

如图9所示，本实施例提供了一种相位解包裹装置，该装置可以应用于计算机中，其包括获取模块901、预处理模块902、第一确定模块903、第二确定模块904、翻转替换模块905、处理模块906、计算模块907、返回模块908、第一输出模块909和第二输出模块910，各个模块的具体功能如下：

所述获取模块901，用于获取包裹相位干涉图。

所述预处理模块902，用于对包裹相位干涉图进行预处理，实际过程中有需要时可将反余弦包裹相位干涉图转化为反正切包裹相位干涉图。

所述第一确定模块903，用于确定阈值。

所述第二确定模块904，用于通过阈值确定包裹相位矩阵的凹陷边界，形成翻转临界线。

所述翻转替换模块905，用于对包裹相位矩阵的凹陷部分进行自动翻转替换，得到第一解包裹相位矩阵。

所述处理模块906，用于对第一解包裹相位矩阵进行滤波平滑处理，得到第二解包裹相位矩阵。

所述计算模块907，用于计算并保存第一解包裹相位矩阵与第二解包裹相位矩阵的相对误差。

所述返回模块908，用于当阈值未达到预设值时，返回重新确定阈值，并执行后续操作。

所述第一输出模块909，用于当阈值达到预设值时，输出最小相对误差对应的阈值和第二解包裹相位矩阵。

所述第二输出模块910，用于根据最小相对误差对应的第二解包裹相位矩阵，输出重构的真实相位分布。

进一步地，所述翻转替换模块905如图10所示，具体包括：

第一翻转替换单元9051，用于对包裹相位矩阵的凹陷部分进行翻转，将翻转后得到的凹陷矩阵替换包裹相位矩阵中凹陷处的位置，得到新的相位矩阵。

第二翻转替换单元9052，用于当凹陷矩阵为非零矩阵时，对该凹陷矩阵进行翻转，将翻转后得到的凹陷矩阵替换当前相位矩阵中凹陷处的位置，得到新的相位矩阵。

输出单元9053，用于当凹陷矩阵为零矩阵时，将当前相位矩阵作为第一解包裹相位矩阵，并进行输出。

本实施例中各个模块的具体实现可以参见上述实施例1的相位解包裹方法，在此不再一一赘述；需要说明的是，本实施例提供的装置仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

可以理解，本实施例的装置中所使用的术语“第一”、“第二”等可用于描述各种单元，但这些单元不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个模块与另一个模块区分。举例来说，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将第一输出模块称为第二输出模块，且类似地，可将第二输出模块称为第一输出模块，第一输出模块和第二输出模块两者都是输出模块，但其不是同一输出模块。

实施例4：

本实施例提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是计算机，如图11所示，其包括通过系统总线1101连接的处理器902、存储器、输入装置1103、显示器1104和网络接口1105，该处理器用于提供计算和控制能力，该存储器包括非易失性存储介质1106和内存储器1107，该非易失性存储介质906存储有操作系统、计算机程序和数据库，该内存储器1107为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境，处理器1102执行存储器存储的计算机程序时，实现上述实施例1的相位解包裹方法，如下：

获取包裹相位干涉图；

确定阈值；

通过阈值确定包裹相位矩阵的凹陷边界，形成翻转临界线；

对包裹相位矩阵的凹陷部分进行自动翻转替换，得到第一解包裹相位矩阵；

对第一解包裹相位矩阵进行滤波平滑处理，得到第二解包裹相位矩阵；

计算并保存第一解包裹相位矩阵与第二解包裹相位矩阵的相对误差；

当阈值未达到预设值时，返回重新确定阈值，并执行后续操作；

当阈值达到预设值时，输出最小相对误差对应的阈值和第二解包裹相位矩阵；

根据最小相对误差对应的第二解包裹相位矩阵，输出重构的真实相位分布。

进一步地，所述获取包裹相位干涉图之后，还包括：对包裹相位干涉图进行预处理，实际过程中有需要时可将反余弦包裹相位干涉图转化为反正切包裹相位干涉图。

实施例5：

本实施例提供了一种存储介质，该存储介质为计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时，处理器执行存储器存储的计算机程序时，实现上述实施例1的相位解包裹方法，如下：

获取包裹相位干涉图；

确定阈值；

通过阈值确定包裹相位矩阵的凹陷边界，形成翻转临界线；

对包裹相位矩阵的凹陷部分进行自动翻转替换，得到第一解包裹相位矩阵；

对第一解包裹相位矩阵进行滤波平滑处理，得到第二解包裹相位矩阵；

计算并保存第一解包裹相位矩阵与第二解包裹相位矩阵的相对误差；

当阈值未达到预设值时，返回重新确定阈值，并执行后续操作；

当阈值达到预设值时，输出最小相对误差对应的阈值和第二解包裹相位矩阵；

根据最小相对误差对应的第二解包裹相位矩阵，输出重构的真实相位分布。

进一步地，所述获取包裹相位干涉图之后，还包括：对包裹相位干涉图进行预处理，实际过程中有需要时可将反余弦包裹相位干涉图转化为反正切包裹相位干涉图。

本实施例中所述的存储介质可以是磁盘、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、U盘、移动硬盘等介质。

综上所述，本发明在获取包裹相位干涉图后，确定阈值，通过阈值确定包裹相位矩阵的凹陷边界，形成翻转临界线，对包裹相位矩阵的凹陷部分进行自动翻转替换，将自动翻转替换后的相位矩阵进行滤波平滑处理，计算并保存滤波平滑处理前后两个相位矩阵的相对误差，重新确定阈值，执行确定阈值的后续操作，直到阈值达到预设值时，才终止循环，此时通过比较每次确定阈值保存的相对误差，得到最小相对误差，输出最小相对误差对应的阈值和滤波平滑处理后的相位矩阵，在相位解包裹中采用相位翻转恢复相位的方法，最大的优点是利用阈值确定翻转临界线，能够以最小的相对误差求解出完整的真实相位，从而提高了相位解包裹的精度，并且通过自动寻找阈值的方式，能有效避免手动设置阈值，提供正确阈值选择，提高了相位还原的效率及准确性。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。