基于二维经验模态分解的三维面形测量

摘要

采用结构光投影的三维面形测量，为了得到包含待测物体高度信息的基频成分，变形条纹图中通常含有随机噪声和背景信息需要去除。提出一种基于二维经验模态分解（2D—EMD）的三维面形测量方法。2D—EMD用于去除低频背景分量并抑制噪声影响，再结合二维希尔伯特变换提取三维面形的相位信息，最后根据相位与高度的映射关系得到被测物体的三维形貌。2D—EMD采用完全的二维分析方法，考虑了条纹图行与行之间的相关性，能有效提取任意方向条纹图中的调制相位。由于不需要像聚合EMD（EEMD）反复添加噪声再分解的去噪过程，缩短了数据的处理时间。计算机仿真结果表明，与傅里叶变换轮廓术（FTP）相比，较大陡跳误差从-40mm降到了-1～1mm。实验结果也证明了本文方法的有效性。