FR2922316A1 - Wave field phase calculating method for measuring roughness or forms of e.g. microelectronics surface, involves calculating phase of wavefield on surface according to absence or existence of singularity - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé et dispositif de calcul de la phase totale d'un champ d'ondes à partir d'images d'intensité Method and device for calculating the total phase of a wave field from intensity images
Domaine technique La présente invention concerne un procédé et un dispositif de calcul de la phase d'un champ d'ondes à partir d'images d'intensité. Un tel dispositif ou procédé permet à un utilisateur de construire une image de la phase, et peut donc permettre de réaliser une image en relief d'un objet. Typiquement, cet objet consiste en un micro objet tel un MEMS ( Micro-Electro-Mechanical Systems ). Un tel dispositif ou procédé peut aussi permettre, à partir de l'image de phase, de réaliser une image représentative de la topographie d'une surface d'où provient le champ d'ondes, par exemple dans le but de mesurer la rugosité de cette surface. Un tel dispositif ou procédé permet typiquement mais de façon non limitative une mesure de rugosité et/ou de formes de surfaces en micro-électronique, en semi-conducteurs, et dans l'industrie du papier ou du plastique. Etat de la technique antérieure On connaît le document WO 2006/082327, qui décrit un procédé et un dispositif de reconstruction d'une image de phase d'un champ d'ondes à partir d'images d'intensité. Selon WO 2006/082327, la reconstruction requiert typiquement une illumination d'un objet, la translation d'une caméra dans une direction verticale (direction z) et, pour plusieurs positions verticales de la caméra, une acquisition d'une image de l'objet sur les éléments sensibles (pixels) de la caméra arrangés dans un plan (x,y) perpendiculaire à la direction verticale z. Cette technologie repose sur la caractérisation des composants énergétiques des ondes optiques pour en reconstruire les composants vectoriels. Selon ce document, la phase est reconstruite par une simple intégration de la variation longitudinale de l'intensité du champ d'ondes le long de la direction z. Cependant, le résultat d'une telle reconstruction de phase n'est pas toujours satisfaisant. La formule utilisée pour la reconstruction n'est pas exacte, et peut conduire à des erreurs de reconstruction en particulier lorsque l'objet imagé présente des reliefs importants. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and a device for calculating the phase of a wave field from intensity images. Such a device or method allows a user to build an image of the phase, and can thus make it possible to make a raised image of an object. Typically, this object consists of a micro object such as a MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems). Such a device or method can also make it possible, from the phase image, to produce an image representative of the topography of a surface from which the wave field originates, for example in order to measure the roughness of the surface. this surface. Such a device or method typically allows but not limited to a measurement of roughness and / or surface shapes in microelectronics, semiconductors, and in the paper or plastic industry. STATE OF THE PRIOR ART Document WO 2006/082327 describes a method and a device for reconstructing a phase image of a wave field from intensity images. According to WO 2006/082327, the reconstruction typically requires an illumination of an object, the translation of a camera in a vertical direction (z direction) and, for several vertical positions of the camera, an acquisition of an image of the camera. object on the sensitive elements (pixels) of the camera arranged in a plane (x, y) perpendicular to the vertical direction z. This technology is based on the characterization of the energy components of optical waves to reconstruct the vector components. According to this document, the phase is reconstructed by a simple integration of the longitudinal variation of the intensity of the wave field along the z direction. However, the result of such a phase reconstruction is not always satisfactory. The formula used for the reconstruction is not exact, and can lead to reconstruction errors, especially when the imaged object has important reliefs.
Le but de l'invention est de proposer un dispositif et un procédé de -2 calcul de la phase d'un champ d'ondes plus performant que ceux existant dans l'état de la technique. The aim of the invention is to propose a device and a method for calculating the phase of a wave field that is more efficient than those existing in the state of the art.
Exposé de l'invention Cet objectif est atteint avec un procédé de calcul de la phase d'un champ d'ondes, comprenant : une détermination de valeurs de l'intensité du champ d'ondes en plusieurs points d'une surface, une détermination d'une variation, en les points de la surface, de l'intensité du champ d'ondes par rapport à une coordonnée définie le long d'un axe perpendiculaire à la surface, de préférence une dérivée première de l'intensité du champ d'ondes par rapport à la coordonnée perpendiculaire à la surface, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : un calcul d'une fonction de singularités représentative d'une absence ou d'une existence d'une singularité de phase pour chaque point de la surface, et - un calcul de la phase du champ d'ondes sur la surface qui dépend de l'existence ou de l'absence de singularités. DISCLOSURE OF THE INVENTION This objective is achieved with a method of calculating the phase of a wave field, comprising: a determination of values of the intensity of the wave field at several points of a surface, a determination a variation, at the points of the surface, of the intensity of the wave field with respect to a defined coordinate along an axis perpendicular to the surface, preferably a first derivative of the intensity of the field of view; waveform relative to the coordinate perpendicular to the surface, characterized in that it further comprises: a calculation of a singularity function representative of an absence or existence of a phase singularity for each point of the surface, and - a calculation of the phase of the wave field on the surface which depends on the existence or the absence of singularities.
Par définition, on dit qu'il existe une singularité (ou point singulier) de la phase du champ d'ondes en un point de la surface si la circulation du gradient de la phase dans la surface et autour de ce point n'est pas sensiblement zéro mais est sensiblement égale à un multiple de 2n. Cette circulation est appelée valeur de la singularité . By definition, it is said that there is a singularity (or singular point) of the phase of the wave field at a point on the surface if the circulation of the gradient of the phase in the surface and around this point is not substantially zero but is substantially equal to a multiple of 2n. This circulation is called the value of singularity.
La surface est de préférence finie, c'est-à-dire limitée par des bords. Cette surface est de préférence plane. Ainsi, la surface peut typiquement être rectangulaire. Selon l'invention, un champ d'ondes peut contenir au minimum une onde monochromatique. The surface is preferably finished, i.e. limited by edges. This surface is preferably flat. Thus, the surface can typically be rectangular. According to the invention, a wave field may contain at least one monochromatic wave.
La fonction de singularités peut être obtenue par résolution d'une équation de Fredholm du second ordre. Le calcul de la fonction de singularités peut comprendre une décomposition de la fonction de singularités en une série de fonctions de décomposition. Les fonctions de décomposition sont de préférence des -3 fonctions propres de l'équation de Helmholtz à une dimension, de préférence pour des conditions limites de Neumann ou de Dirichlet dans la surface. La décomposition de la fonction de singularités peut être du type: f(i-)= E fk F-(F) où f(r) est la fonction de singularités, k = { k, l } est un k=] The singularity function can be obtained by solving a second order Fredholm equation. The calculation of the singularity function may include a decomposition of the singularity function into a series of decomposition functions. The decomposition functions are preferably eigenfunctions of the one-dimensional Helmholtz equation, preferably for Neumann or Dirichlet boundary conditions in the surface. The decomposition of the function of singularities can be of the type: f (i -) = E fk F- (F) where f (r) is the function of singularities, k = {k, l} is a k =]
vecteur, signifiant que le vecteur parcours toutes les valeurs de k=Î k = 1 = (k =1,1=1) à k = K = (k = K,l = L ), K et T étant deux nombres entiers, Fk(r") sont les fonctions de décomposition, fi sont des coefficients de décomposition de la fonction de singularités. vector, meaning that the vector traverses all the values of k = k = 1 = (k = 1.1 = 1) at k = K = (k = K, l = L), K and T being two integers, Fk (r ") are the functions of decomposition, fi are coefficients of decomposition of the function of singularities.
Le procédé selon l'invention peut comprendre un calcul des coefficients de décomposition par résolution d'un système linéaire du type : The method according to the invention may comprise a calculation of the decomposition coefficients by solving a linear system of the type:
K E (Smk +smk)fk =b,~,, m = 1,...,M k=1 où Fil = { m, n } est un vecteur, m = 1,...,111 signifiant que le vecteur m parcours toutes les valeurs de m = 1 = (m =1,n =1) à m = M = (m = M,n = N), M et N étant deux nombres entiers, k = { k, 1 } est un vecteur, K signifiant que le vecteur parcours toutes les valeurs de k=1 k = 1 = (k = l,l =1) à ii= K = (k = K, l = L ), K et L étant deux nombres entiers, S est la surface, la surface étant un rectangle dont les côtés ont pour longueurs a et b , F et Fo sont des cordonnées de points de la surface, sont les coefficients de décomposition de la fonction de singularités, 1,szm= , b,-h= fJsb(T)F,~,(r)dF, Fe,(r) et F(r) et Fk(r) 0, dans les autres cas. sont les fonctions de décomposition, b(F)=$fs2rz-,-18I(io)[VlnIO)xVg(î-,io)]dio, X est la longueur d'onde moyenne du champ d'ondes, I(F) est la valeur de l'intensité au point de coordonnées F, z est une coordonnée le long de l'axe (Z) perpendiculaire à 25 la surface, 8I(Fo) est la dérivée première de l'intensité en Fo par rapport à la fk20 -4 coordonnée le long de l'axe (Z) perpendiculaire à la surface, g(F,i-o) est une fonction de Green utilisée pour le calcul de la fonction de singularités, smk =uk2 w, f f [ VF-.(r).VFk(Y)]Fm(r) a Uk,l ù k 4k =k7i/a, , 2 2 =lrr/b, la matrice w- étant définie par Vlnl(i)=E w-•OFT(r). KE (Smk + smk) fk = b, ~ ,, m = 1, ..., M k = 1 where Fil = {m, n} is a vector, m = 1, ..., 111 meaning that the vector m runs all the values of m = 1 = (m = 1, n = 1) to m = M = (m = M, n = N), M and N being two integers, k = {k, 1} is a vector, K meaning that the vector runs all the values of k = 1 k = 1 = (k = l, l = 1) to ii = K = (k = K, l = L), K and L being two numbers integers, S is the surface, the surface being a rectangle whose sides have for lengths a and b, F and Fo are coordinates of points of the surface, are the coefficients of decomposition of the function of singularities, 1, szm =, b, -h = fJsb (T) F, ~, (r) dF, Fe, (r) and F (r) and Fk (r) 0, in other cases. are the decomposition functions, b (F) = $ fs2rz -, - 18I (io) [VlnIO) xVg (i-, io)] dio, X is the average wavelength of the wave field, I (F ) is the value of the intensity at the coordinate point F, z is a coordinate along the axis (Z) perpendicular to the surface, 8I (Fo) is the first derivative of the intensity in Fo with respect to the fk20 -4 coordinated along the axis (Z) perpendicular to the surface, g (F, io) is a function of Green used for the calculation of the function of singularities, smk = uk2 w, ff [VF-. (r) .VFk (Y)] Fm (r) a Uk, l ù k 4k = k7i / a,, 2 2 = lrr / b, the matrix w- being defined by Vlnl (i) = E w- • OFT (r).
La fonction de Green utilisée pour le calcul de la fonction de singularités est de préférence une série de fonctions propres de l'équation différentielle de Helmholtz à deux dimensions, de préférence pour des conditions limites de Neumann ou de Dirichlet dans la surface. Le procédé selon l'invention peut comprendre en outre un calcul des positions et des signes des singularités. Le calcul des positions et des signes des singularités peut comprendre : - une recherche sur la surface de régions où la valeur absolue de la fonction de singularités est supérieure à un seuil, et - une détermination des barycentres de ces régions, chaque position des barycentres ainsi déterminée étant les coordonnées d'une singularité. Dans le procédé selon l'invention, le calcul de la phase peut comprendre : - un calcul, à partir des valeurs et de la variation de l'intensité, d'une première estimation de la phase, - un calcul d'un terme correctif de phase qui dépend de l'existence de singularités de phase, et - une combinaison de la première estimation de la phase et du terme correctif de phase. The Green function used for calculating the singularity function is preferably a series of eigenfunctions of the two-dimensional Helmholtz differential equation, preferably for Neumann or Dirichlet boundary conditions in the surface. The method according to the invention may further comprise a calculation of the positions and signs of the singularities. The calculation of the positions and signs of the singularities can comprise: a search on the surface of regions where the absolute value of the singularities function is greater than a threshold, and a determination of the barycentres of these regions, each position of the barycentres as well as determined being the coordinates of a singularity. In the method according to the invention, the calculation of the phase can comprise: - a calculation, from the values and the variation of the intensity, of a first estimate of the phase, - a computation of a corrective term phase dependent on the existence of phase singularities, and - a combination of the first estimate of the phase and the phase correction term.
Le calcul de la première estimation de la phase peut comprendre : - un calcul d'un gradient de la phase, - une intégration du gradient de la phase. Le calcul du gradient de la phase peut comprendre un calcul d'un premier terme qui ne dépend pas de l'existence de singularités, ce calcul 30 comprenant pour des conditions respectivement de Neumann ou de Dirichlet: - une transformée respectivement de cosinus ou sinus appliquée sur la -5 variation de l'intensité, puis, - sur le résultat de cette transformée, une application d'un filtre dans le domaine spatial, puis -sur le résultat de ce filtrage, une application d'une transformée respectivement de sinus ou de cosinus, puis une division par les valeurs de l'intensité. Le calcul du gradient de la phase peut comprendre en outre un calcul d'un deuxième terme qui dépend de l'existence de singularités et qui est additionné au premier terme, le calcul du deuxième terme comprenant pour des conditions respectivement de Neumann ou de Dirichlet: une transformée respectivement de cosinus ou sinus appliquée sur la fonction de singularités, puis, sur le résultat de cette transformée, une application d'un filtre dans le domaine spatial, puis - sur le résultat de ce filtrage, une application d'une transformée respectivement de sinus ou de cosinus, puis une division par les valeurs de l'intensité. L'intégration du gradient de la phase peut comprendre, pour des conditions respectivement de Neumann ou de Dirichlet : - une transformée respectivement de sinus ou de cosinus appliquée sur le gradient de la phase, puis, - sur le résultat de cette transformée, une application d'un filtre dans le domaine spatial, puis - sur le résultat de ce filtrage, une application d'une transformée respectivement de cosinus ou de sinus. Le terme correctif de phase peut comprendre une phase harmonique, calculée au moyen d'une série, sur toutes les singularités, de la valeur de la singularité multipliée par une intégrale d'un produit de gradients d'une fonction de Green utilisée pour le calcul de la phase harmonique. La fonction de Green utilisée pour le calcul de la phase harmonique est de préférence une série de fonctions propres de l'équation différentielle de Helmholtz à deux dimensions, de préférence pour des conditions limites de Neumann ou de Dirichlet dans la surface. -6 Le procédé selon l'invention peut comprendre en outre un regroupage des singularités en au moins un couple de singularités de signes opposés, et pour chaque couple une construction sur la surface d'une ligne de coupure partant d'une singularité du couple jusqu'à l'autre singularité du couple. La ligne de coupure d'un couple passe de préférence par une région de faible intensité de la surface. Pour l'au moins un couple, les signes des singularités du couple sont de préférence opposés. Pour l'au moins un couple, la ligne de coupure du couple passe de préférence, entre les singularités du couple, par autant de singularités positives que de singularités négatives. Le terme correctif de phase peut comprendre une phase cachée, et le procédé selon l'invention peut comprendre un calcul de la phase cachée comprenant : - pour chaque couple, le calcul d'une fonction de couple, et - une somme, sur tous les couples de singularités, d'un opérateur de couple appliqué aux fonctions de couple Le calcul de la fonction de couple peut comprendre un calcul d'une série, sur toutes les singularités du couple, de la valeur de la singularité multipliée par: une différence entre une première intégrale, selon une première coordonnée, d'une variation, selon une deuxième coordonnée, d'une fonction de Green utilisée pour le calcul de la phase cachée, et une deuxième intégrale, selon la deuxième coordonnée, d'une variation, selon la première coordonnée, de la fonction de Green utilisée pour le calcul de la phase cachée. La fonction de Green utilisée pour le calcul de la phase cachée est de préférence une série de fonctions propres de l'équation différentielle de Helmholtz à deux dimensions, de préférence pour des conditions limites de Neumann ou de Dirichlet dans la surface. L'application de l'opérateur de couple sur la fonction de couple peut comprendre : - un calcul d'un gradient spatial de la fonction de couple, - une intégration du gradient de la fonction de couple le long d'un chemin d'intégration, en ajoutant ou en supprimant 27r au gradient de la fonction de couple à chaque fois que le chemin d'intégration coupe la ligne de coupure du couple L'invention concerne aussi un dispositif de calcul de la phase d'un -7 champ d'ondes, comprenant des moyens pour mettre en oeuvre un procédé selon l'invention. Pour chacune des étapes du procédé selon l'invention, le dispositif selon l'invention peut comprendre des moyens pour mettre en oeuvre cette étape. The calculation of the first estimate of the phase can comprise: a calculation of a gradient of the phase; an integration of the gradient of the phase. The calculation of the gradient of the phase may comprise a calculation of a first term which does not depend on the existence of singularities, this calculation comprising for Neumann or Dirichlet conditions respectively: a transform respectively of cosine or sinus applied on the -5 variation of the intensity, then, - on the result of this transform, an application of a filter in the spatial domain, then - on the result of this filtering, an application of a transform respectively of sinus or of cosine, then a division by the values of the intensity. The calculation of the gradient of the phase may furthermore comprise a calculation of a second term which depends on the existence of singularities and which is added to the first term, the calculation of the second term comprising for Neumann or Dirichlet conditions respectively: a respectively cosine or sine transform applied to the singularities function, then, on the result of this transform, an application of a filter in the spatial domain, then - on the result of this filtering, an application of a transform respectively of sine or cosine, then a division by the intensity values. The integration of the gradient of the phase can comprise, for Neumann or Dirichlet conditions respectively: a respectively sine or cosine transform applied on the gradient of the phase, then, on the result of this transform, an application of a filter in the spatial domain, then - on the result of this filtering, an application of a respectively cosine or sinus transform. The term phase correction may comprise a harmonic phase, calculated by means of a series, on all the singularities, of the value of the singularity multiplied by an integral of a gradient product of a Green function used for the calculation. of the harmonic phase. The Green function used to calculate the harmonic phase is preferably a series of eigenfunctions of the two-dimensional Helmholtz differential equation, preferably for Neumann or Dirichlet boundary conditions in the surface. The method according to the invention may furthermore comprise a grouping of the singularities into at least one pair of singularities of opposite signs, and for each pair a construction on the surface of a cutoff line starting from a singularity of the couple up to to the other singularity of the couple. The cutoff line of a couple preferably passes through a region of low intensity of the surface. For the at least one pair, the signs of the singularities of the pair are preferably opposite. For the at least one pair, the torque cut-off line preferably passes between the singularities of the pair by as many positive singularities as negative singularities. The term phase correction may comprise a hidden phase, and the method according to the invention may comprise a calculation of the hidden phase comprising: for each pair, the calculation of a torque function, and a sum, on all the pairs of singularities, of a torque operator applied to the functions of torque The calculation of the torque function can comprise a calculation of a series, on all the singularities of the pair, of the value of the singularity multiplied by: a difference between a first integral, according to a first coordinate, of a variation, according to a second coordinate, of a function of Green used for the calculation of the hidden phase, and a second integral, according to the second coordinate, of a variation, according to the first coordinate of the Green function used for the calculation of the hidden phase. The Green function used for the calculation of the hidden phase is preferably a series of eigenfunctions of the two-dimensional Helmholtz differential equation, preferably for Neumann or Dirichlet boundary conditions in the surface. The application of the torque operator to the torque function can comprise: - a calculation of a spatial gradient of the torque function, - an integration of the gradient of the torque function along an integration path by adding or removing 27r at the gradient of the torque function each time the integration path intersects the torque cutoff line The invention also relates to a device for calculating the phase of a -7 field of view. wave, comprising means for implementing a method according to the invention. For each of the steps of the method according to the invention, the device according to the invention may comprise means for implementing this step.
Suivant encore un autre aspect de l'invention, il est proposé un programme informatique pour exécuter le procédé selon l'invention. Enfin, suivant encore un autre aspect de l'invention, il est proposé un support de stockage, comme par exemple une mémoire, un disque dur, une disquette, un CD ou une clef USB, stockant un programme informatique pour exécuter le procédé selon l'invention. Description des figures et modes de réalisation D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants : - la figure 1 illustre un contour d'intégration pour un calcul d'une valeur d'une singularité au point r,, - la figure 2 est une vue schématique de profil d'un mode de réalisation préférentiel de dispositif selon l'invention, - la figure 3 est un organigramme d'un mode de réalisation préférentiel de procédé selon l'invention, - la figure 4 est un exemple d'objet imagé par le dispositif de la figure 2, et pour lequel le procédé de la figure 3 est mis en oeuvre, - les figures 5 à 10 sont des représentations de données calculées selon le procédé de la figure 3 par le dispositif de la figure 2 imageant l'objet de la figure 4 : ^ la figure 5 illustre l'intensité I(i), • la figure 6 illustre la fonction f(r), ^ la figure 7 illustre la première estimation de la phase ,0, • la figure 8 illustre la phase cachée x(F), ^ la figure 9 illustre la phase harmonique x(î°), et -8- ^ la figure 10 illustre la phase totale )=01(r)-x(x,Y)+x(r)• Nous allons tout d'abord poser différentes notations et conventions utilisées dans ce document. According to yet another aspect of the invention, there is provided a computer program for performing the method according to the invention. Finally, according to yet another aspect of the invention, there is provided a storage medium, such as a memory, a hard disk, a floppy disk, a CD or a USB key, storing a computer program for executing the method according to the invention. 'invention. DESCRIPTION OF THE FIGURES AND EMBODIMENTS Other advantages and particularities of the invention will appear on reading the detailed description of implementations and non-limiting embodiments, and the following appended drawings: FIG. 1 illustrates an outline method for calculating a value of a singularity at the point r ,, - Figure 2 is a schematic profile view of a preferred embodiment of the device according to the invention, - Figure 3 is a flowchart. of a preferred embodiment of the method according to the invention, - Figure 4 is an example of an object imaged by the device of Figure 2, and for which the method of Figure 3 is implemented, - the figures 5 to 10 are representations of data calculated according to the method of FIG. 3 by the device of FIG. 2 illustrating the object of FIG. 4; FIG. 5 illustrates the intensity I (i), FIG. the function f (r), FIG. 7 illustrates the first estimate of the phase 0, FIG. 8 illustrates the hidden phase x (F), FIG. 9 illustrates the harmonic phase x (1 °), and FIG. the total phase) = 01 (r) -x (x, Y) + x (r) • We will first make different notations and conventions used in this document.
L'intensité d'un champ d'ondes à un point de coordonnées F sur une surface S située à une position z le long d'un axe Z sera désignée par I(r,z). La surface S est aussi appelée domaine ou région de support. Une image d'intensité comprend l'ensemble des valeurs d'intensité connues sur la surface S. La phase du champ d'ondes au point F sera désignée par (t(r). On considèrera par la suite le cas particulier mais nullement limitatif où la surface S est plane, rectangulaire, les coordonnées bidimensionnelles r = (x, y) d'un point de S étant exprimées selon les coordonnées cartésiennes x et y contenues dans la surface S le long d'axes respectivement des abscisses X et des ordonnées Y perpendiculaires entre eux, et z étant la position du plan S le long d'un axe de hauteur Z perpendiculaire audit plan. Les coordonnées de certains de ces points peuvent être munies d'indices, comme par exemple Fo = (xo,yo), r, _ (xäy, ), r- _ (x,,y, ). Il est entendu que l'homme du métier est apte à adapter l'enseignement de l'invention pour d'autres types de surface S et/ou d'autres types de coordonnées. En particulier, S peut être plane et circulaire et r et toutes les équations peuvent être exprimées avec des coordonnées polaires (r,9) contenues dans le plan S, ce qui présente un intérêt notamment si on considère des images d'intensité ayant la forme d'un disque. Pour simplifier les notations, nous allons omettre la variable z dans la liste des coordonnées de l'intensité I. Néanmoins, lors du calcul de la dérivée de l'intensité par rapport à la variable z , cette variable sera implicitement incluse dans la liste des coordonnées. The intensity of a wave field at a coordinate point F on a surface S at a z position along a Z axis will be designated I (r, z). The surface S is also called domain or support region. An intensity image includes all the intensity values known on the surface S. The phase of the wave field at point F will be designated by (t (r), after which we will consider the particular but not limiting case. where the surface S is planar, rectangular, the two-dimensional coordinates r = (x, y) of a point of S being expressed according to the x and y Cartesian coordinates contained in the surface S along axes X and X respectively. ordinates Y perpendicular to each other, and z being the position of the plane S along an axis of height Z perpendicular to said plane, the coordinates of some of these points may be provided with indices, for example Fo = (xo, yo) ), r, _ (xyy), r- _ (x, y,.) It is understood that the skilled person is able to adapt the teaching of the invention for other types of surface S and / or other types of coordinates.In particular, S can be plane and circular and r and all equations can be expressed with polar coordinates (r, 9) contained in the plane S, which is of interest especially if we consider intensity images in the form of a disk. To simplify the notations, we will omit the variable z in the list of coordinates of the intensity I. Nevertheless, when calculating the derivative of the intensity with respect to the variable z, this variable will be implicitly included in the list of contact information.
De plus, la phase c1 est supposée changer très peu lors de la propagation de la lumière, et par conséquent nous omettrons la variable z de la liste des coordonnées pour la phase cl). -9 L'opérateur gradient V est calculé par rapport à la variable F, c'est à dire en coordonnées cartésiennes dans les directions perpendiculaires à z i.e. V = [ a/ax, a/ay ] T . En particulier, O,o est le gradient par rapport à ro, et D; est le gradient par rapport à F . Moreover, the phase c1 is supposed to change very little during the propagation of the light, and consequently we will omit the variable z from the list of coordinates for the phase cl). The gradient operator V is computed with respect to the variable F, that is to say in Cartesian coordinates in the directions perpendicular to z i.e. V = [a / ax, a / ay] T. In particular, O, o is the gradient with respect to ro, and D; is the gradient with respect to F.
Un vecteur ou un produit vectoriel entre des parenthèses [ ]Z marquées d'un indice z signifie la composante de ce vecteur ou produit vectoriel le long de l'axe Z. A vector or vector product between parentheses [] Z marked with an index z means the component of that vector or vector product along the Z axis.
Les transformées intégrales kt(k) cosinus (ICT) et sinus (IST) sont définies pour n'importe quelle fonction K(x) par: Pour la ICT : The integral transforms kt (k) cosine (ICT) and sinus (IST) are defined for any function K (x) by: For ICT:
x (k) = ? Jcos(kx) K(x) dx, 0 Et, pour la IST : k)= 12 Jsin(kx) K(x) dx, 7r o Pour calculer numériquement les transformées intégrales cosinus et sinus, nous utilisons les transformées discrètes cosinus de type 1 et sinus de type 1. x (k) =? Jcos (kx) K (x) dx, 0 And, for the IST: k) = 12 Jsin (kx) K (x) dx, 7r o To numerically compute the cosine and sine integral transforms, we use the discrete cosine transforms of type 1 and sinus type 1.
Les transformées discrètes kc[k] cosinus de type 1 (DCT1) et sinus de type 1 (DST1), dans un mode de réalisation, peuvent être définies pour n'importe quelle fonction discrète K[j] par: Pour la DCT1 : n x[k]=E E[j]K[j]cos( j k7r/n ), j=0 The discrete transforms kc [k] cosine of type 1 (DCT1) and sine of type 1 (DST1), in one embodiment, can be defined for any discrete function K [j] by: For DCT1: nx [k] = EE [j] K [j] cos (j k7r / n), j = 0
pour k = 0,...,n, avec : for k = 0, ..., n, with:
0,5 si j=0ou j = n, 1,0 dans les autres cas. (1) (2) (3) (4) Et, pour la DST1 : 292231 6 -10û i[k]=En-2 x[j]sin[ (j+1)(k+1)z/n ], i=o (5) Pour k = 0,...,nû2. Des algorithmes pour réaliser ces transformées sont connues par l'homme du métier et ne seront donc pas précisément décrites. La grande majorité des algorithmes, écrits sous forme de bibliothèques de programmes en C/C++ pour l'implémentation des transformées de sinus et 5 de cosinus est basée sur l'utilisation des Transformées de Fourier qui, à leurs tours, sont implémentées sous forme de l'algorithme de Transformée de Fourier Rapide (FFT) (cf. par exemple Réf. [9] et Réf. [10]). En effet, il suffit de faire une recherche sur Internet pour trouver des algorithmes utilisant de nombreuses versions de l'utilisation de la FFT pour calculer les 10 transformées de cosinus et de sinus. La Transformée de Fourier Rapide couramment employée utilise l'arithmétique des nombres complexes : pour calculer les transformées de cosinus et de sinus d'un vecteur réel de 1V chiffres, la taille de la transformée de Fourier Rapide doit être au moins 2ÎV . Moins connus sont des algorithmes récursifs, basés sur le calcul d'algèbre 15 linéaire, qui effectuent le calcul des transformées de cosinus et de sinus en utilisant l'arithmétique réel : ils ne font pas appel à des nombres complexes. Dans la Réf. [11], un algorithme récursif (c'est à dire utilisant une série de calculs uniformes et consécutifs, dont les données en entrées sont les données en sortie des calculs équivalents précédents, effectués 20 avec le nombre d'éléments dans les données traitées divisées en deux) est présenté, qui permet de calculer la transformée de cosinus ou sinus, sans faire appel à la Transformée de Fourier. Pour augmenter la vitesse du calcul, le procédé selon l'invention utilisera de préférence, pour calculer ces transformées de cosinus et de sinus, un algorithme qui ne fait pas appel aux transformées de Fourier rapides comme par exemple un algorithme récursif ; on parlera alors de transformées cosinus ou sinus rapides . Enfin, nous utilisons la convention : in=}m,n }, =}k,l }, (6) i=}1,j}. 2922316 -11 Dans ce document, une expression, formule, équation,... donnée avec certains indices parmi in, Tc, T, m, n, k , l , i , j, ... reste valable ré-exprimée avec d'autres indices. 0.5 if j = 0 or j = n, 1.0 in other cases. (1) (2) (3) (4) And, for the DST1: 292231 6 -10u i [k] = En-2 x [j] sin [(j + 1) (k + 1) z / n] , i = o (5) For k = 0, ..., nû2. Algorithms for making these transforms are known to those skilled in the art and will therefore not be precisely described. The vast majority of algorithms, written in the form of C / C ++ program libraries for the implementation of sine and cosine transforms, are based on the use of Fourier Transforms which, in turn, are implemented in the form of the Fast Fourier Transform (FFT) algorithm (see for example Ref [9] and Ref [10]). Indeed, it is sufficient to do a search on the Internet to find algorithms using many versions of the use of the FFT to calculate the 10 cosine and sinus transforms. The Fast Fourier Transform commonly used uses complex number arithmetic: to calculate the cosine and sine transforms of a real vector of 1V digits, the size of the Fast Fourier transform must be at least 2V. Lesser known are recursive algorithms, based on linear algebra calculation, which perform the computation of cosine and sinus transforms using real arithmetic: they do not use complex numbers. In the Ref. [11], a recursive algorithm (i.e., using a series of uniform and consecutive computations, whose input data is the output data of the previous equivalent computations performed with the number of elements in the divided processed data in two) is presented, which allows to calculate the cosine or sine transform, without using the Fourier Transform. To increase the speed of the calculation, the method according to the invention will preferably use, for calculating these cosine and sinus transforms, an algorithm that does not use fast Fourier transforms, such as for example a recursive algorithm; we will then speak of cosine transforms or fast sinuses. Finally, we use the convention: in =} m, n}, =} k, l}, (6) i =} 1, j}. 2922316 -11 In this document, an expression, formula, equation, ... given with some indices among in, Tc, T, m, n, k, l, i, j, ... remains valid re-expressed with d other clues.
On va tout d'abord décrire quelques équations et algorithmes utilisés We will first describe some equations and algorithms used
5 par le dispositif et le procédé selon l'invention des figures 1 à 3. 5 by the device and the method according to the invention of Figures 1 to 3.
Les équations de transport de l'énergie lumineuse en approximation paraxiale donnent un lien entre la vitesse de changement du flux de l'énergie lumineuse dans la direction de propagation du champ d'ondes (direction z ), et la vitesse de changement du flux dans le plan S 10 perpendiculaire à la direction de propagation z . Ce lien est décrit par l'équation entre les trois composantes du vecteur de Poynting [I(Y,z)V (Y),29LX II(r,z)]T The equations of light energy transport in paraxial approximation give a link between the speed of change of the flow of light energy in the direction of propagation of the wave field (direction z), and the rate of change of the flux in the plane S 10 perpendicular to the direction of propagation z. This link is described by the equation between the three components of the Poynting vector [I (Y, z) V (Y), 29LX II (r, z)] T
V. [ I(i:,z)V a)]=-2rci.-1 al(r'z) az où . est la longueur d'onde moyenne du champ d'ondes pour l'environnement de propagation du champ d'ondes. L'environnement de V. [I (i:, z) V a)] = - 2rci.-1 al (r'z) az where. is the average wavelength of the wave field for the propagation environment of the wave field. The environment of
15 propagation comprend notamment les milieux de réflexion ou de transmission du champ d'ondes. Selon le théorème de Helmholtz, un champ vectoriel I(F)oc(r) peut être décomposé en une partie potentielle O (r) qui satisfait l'identité V x VO(F) = et en la partie sans divergence V x A(@) : 1(i)v (F)=vo(F)+VxA(r). (8) 20 De même, le gradient de la phase Ocl)(r) peut être décomposé en une partie potentielle V (F)= o ) et en une partie rotationnelle I(F) Propagation notably comprises the reflection or transmission media of the wave field. According to Helmholtz's theorem, a vector field I (F) oc (r) can be decomposed into a potential part O (r) which satisfies the identity V x VO (F) = and in the part without divergence V x A ( @): 1 (i) v (F) = vo (F) + VxA (r). (8) Similarly, the gradient of the Ocl phase (r) can be decomposed into a potential part V (F) = o) and a rotational part I (F)
vxB(Y)=vxA(i^) I(r) Vc(r)=Vyr(Y)+oXB(r) (9) La partie rotationnelle V x B(~^) du champ o(D(î^) est notamment due à la présence de singularités de phase. (7) -12 En référence à la figure 1, les singularités (ou points singuliers) de phase sont localisées dans les points isolés r, E R2, autour desquels la circulation co(F) (aussi appelée valeur de la singularité ) de o(D(F) le long d'un contour C(@1) compris dans S et'avec petit rayon n'est pas zéro mais est égale à un multiple de 2i w(FI)=ck C(@,) est parcouru dans la direction opposée des aiguilles d'une montre, que nous prenons comme la direction positive, autour du point rä et c est le vecteur unitaire tangent au contour C(;) et orienté dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Le nombre F s'appelle l'ordre de la singularité. En optique, l'ordre d'une singularité ne peut prendre que des valeurs entières : F =1,2,3,.... En plus, la probabilité que l'ordre d'une singularité dépasse 1 est proche de zéro, car une singularité de l'ordre F se décompose en F singularités de l'ordre 1 en présence d'une perturbation infiniment petite au cours de la propagation de vxB (Y) = vxA (i ^) I (r) Vc (r) = Vyr (Y) + oXB (r) (9) The rotational part V x B (~ ^) of the field o (D (^) is particularly due to the presence of phase singularities. (7) -12 With reference to FIG. 1, the singularities (or singular points) of phase are located in the isolated points r, E R2, around which the circulation co (F ) (also called the singularity value) of o (D (F) along a contour C (@ 1) in S and with small radius is not zero but is equal to a multiple of 2i w ( FI) = ck C (@,) is traveled in the opposite direction of the needles of a clock, which we take as the positive direction, around the point rä and c is the unit vector tangent to the contour C (;) and oriented in The number F is called the order of the singularity In optics, the order of a singularity can only take integer values: F = 1,2,3,. ... In addition, the probability that the order of a singularity exceeds 1 is close to ze ro, because a singularity of the order F is decomposed into F singularities of the order 1 in the presence of an infinitely small perturbation during the propagation of
la lumière. Pour cette raison, en pratique, on considère qu'il y a seulement en général des singularités de l'ordre 1. La lèm, singularité est positive si le signe de w(F1) est positif dans l'équation (10), sinon elle est négative. Il suit du principe de la conservation de l'énergie qu'il y a autant de singularités positives que de singularités négatives, de sorte que la somme the light. For this reason, in practice, it is considered that there are only typically singularities of the order 1. The singularity is positive if the sign of w (F1) is positive in equation (10), otherwise she is negative. It follows from the principle of the conservation of energy that there are as many positive singularities as there are negative singularities, so that the sum
des ordres signés de toutes singularités est zéro. Pour une image de phase (I)(F) bidimensionnelle (coordonnées r ) décomposée en pixels, on peut dire qu'il existe une singularité au niveau d'un pixel de singularité s'il existe, entre ce pixel de singularité et un pixel adjacent à ce pixel de singularité, une différence de la valeur de la phase c(1^) sensiblement égale à un multiple de r radians, c'est à dire une différence de hauteur le long de l'axe Z sensiblement égale à un multiple de - dans le cas où le champ d'ondes a été transmis par l'objet imagé, ou 2 Signed orders of all singularities are zero. For a two-dimensional (I) (F) phase image (co-ordinates r) decomposed into pixels, it can be said that there is a singularity pixel singularity if it exists between this singularity pixel and a pixel adjacent to this singularity pixel, a difference in the value of the phase c (1 ^) substantially equal to a multiple of r radians, ie a difference in height along the Z axis substantially equal to a multiple of - in the case where the wave field has been transmitted by the imaged object, or 2
une différence de hauteur le long de l'axe Z sensiblement égale à un -13 multiple de 4 dans le cas où le champ d'ondes a été réfléchi par l'objet imagé. Cela est typiquement le cas si le dispositif selon l'invention image un objet présentant des reliefs importants avec de grandes pentes. En pratique, on remarque que l'intensité est en général sensiblement égale à zéro dans un point singulier : I(r,)=0, r, étant les coordonnées d'un point singulier. (11) Selon le théorème de Stokes, le rotor de vil(r) est : vxvcI*.)=vxvx130=lco(Y,)11,(Y,)Ô(YùY, ), (12) !=0 où 3(FùY,) est la fonction de Dirac et n,(r,) est un vecteur unitaire perpendiculaire au plan S et orienté dans la direction positive de l'axe Z, avec pour origine les coordonnées r, de la lème singularité, co(F,,) étant la valeur de la singularité au point r, . Dans la situation pratique où seulement des échantillons de la phase sur le plan S= (x, y) sont connus pour des pixels de taille Ax le long de l'axe X et Dy le long de l'axe Y, une valeur d'une singularité en r, est définie à l'aide de l'intégration, sur le contour C, des composantes du gradient de la phase autour du point r, en utilisant les différences finies, comme représenté sur la figure 1 : vcD.di °c(x,, )+0(D(x1+Ax,y,)zW(x,~+4y)0I(x,,y,) y y Ofi(x,,yr) _ [ fi(x, +Ax,y,)ùcD(x,,y,) Umm, (13) = [ 'v(x,,y, +Ay) û( x1UAy Qy . Nous allons montrer comment construire une image de la phase cb(r) d'un champ d'ondes à partir de la composante longitudinale du vecteur de Poynting du champ d'onde (c'est à dire de l'intensité fois le nombre d'onde 2iri -') et de la variation de cette composante du vecteur de Poynting le long d'une direction de propagation z du champ d'ondes, en tenant compte des singularités de phase. -14 Pour le potentiel vectoriel Â(F) correspondant à la région de support S, il existe une fonction de Green g(Y',ro ) qui reflète la géométrie de S et les conditions limites sur le potentiel selon l'équation : A(Y)ù ffsLvro xvro xA(YO)]g(Y~YO)~o • (14) D'après l'équation de Poisson, la partie potentielle vyp(F) du gradient de la phase v(D(r) peut donc se réécrire sous la forme : v r 2 ) = I(r) 1 Ifs [ al(o Y ,z)laz ] vg(F, ) dr0 . (15) w (~ o De même, la partie rotationnelle V x B(r) du gradient de la phase vcl)(F) peut se réécrire sous la forme : vxB(r)=ùJ ) ffs [vJ(YO)xvcp(F0)]xvg(Y,F0)dro (16) Le produit vectoriel VI(F)xvc(F) est un vecteur orienté le long de l'axe Z, et le rotor v x Â(r) a ses composantes dans le plan S. Soit la fonction G(F,ro) liée à la fonction de Green g(i^,r''o) par les conditions de Cauchy- Riemann : aG ag ax ay ' (17) DG ag ay ax La partie rotationnelle V x B(r) du gradient de la phase vc(F) peut donc se réécrire sous la forme : vxB(Y)=ùI(@) f fÇ [VI(YO,z)xvq)(YO)]ZvG(Y,YO)dFo. a difference in height along the Z axis substantially equal to a -13 multiple of 4 in the case where the wave field has been reflected by the imaged object. This is typically the case if the device according to the invention images an object having important reliefs with large slopes. In practice, it is noted that the intensity is generally substantially equal to zero in a singular point: I (r,) = 0, r, being the coordinates of a singular point. (11) According to the Stokes theorem, the vile rotor (r) is: vxvcI *.) = Vxvx130 = lco (Y,) 11, (Y,) Ô (YùY,), (12)! = 0 where 3 (FyY,) is the function of Dirac and n, (r,) is a unit vector perpendicular to the plane S and oriented in the positive direction of the Z axis, with as origin the coordinates r, of the lem singularity, co ( F ,,) being the value of the singularity at the point r,. In the practical situation where only samples of the phase on the S = (x, y) plane are known for pixels of size Ax along the X and Dy axis along the Y axis, a value of a singularity in r, is defined using the integration, on the contour C, of the components of the gradient of the phase around the point r, using the finite differences, as represented on the figure 1: vcD.di ° c (x ,,) +0 (D (x1 + Ax, y,) zW (x, ~ + 4y) 0I (x, y,) yy Ofi (x, yr) _ [fi (x, + Ax) , y,) ùcD (x, y,) Umm, (13) = ['v (x ,, y, + Ay) û (x1UAy Qy. We will show how to construct an image of the phase cb (r) d a wave field from the longitudinal component of the Poynting vector of the wave field (i.e., the intensity times the wavenumber 2i1 - ') and the variation of this vector component of Poynting along a z-direction of propagation of the wave field, taking into account the phase singularities -14 For the vector potential  (F) corresponding to the r Supporting vector S, there exists a function of Green g (Y ', ro) which reflects the geometry of S and the boundary conditions on the potential according to the equation: A (Y) ù ffsLvro xvro xA (YO)] g ( Y ~ YO) ~ o • (14) According to the Poisson equation, the potential part vyp (F) of the gradient of the phase v (D (r) can thus be rewritten in the form: vr 2) = I (r) 1 Ifs [((o Y, z) laz] vg (F,) dr0. (15) w (~ o Similarly, the rotational part V x B (r) of the gradient of the phase vcl) (F) can be rewritten as: vxB (r) = ùJ) ffs [vJ (YO) xvcp (F0)] xvg (Y, F0) dro (16) The vector product VI (F) xvc (F) is a vector oriented along the Z axis, and the rotor vx  (r) has its components in the plane S. Let the function G (F, ro) linked to the function of Green g (i ^, r''o) by the conditions of Cauchy-Riemann: aG ag ax ay '(17) DG ag ay ax The part The rotational V x B (r) of the gradient of the phase vc (F) can therefore be rewritten as: vxB (Y) = ùI (@) f f [VI (Y0, z) xvq) (YO)] ZvG ( Y YO) dFo.
On a donc : vcp(F) = ) ' Ya)vg (Y, Fo ) d@ I(;. ffs CSI( o 1 (18) fJ, [VI(Fo)xv(D(Y0) ] VG(Y,F0)dFo, 1(~) s où 8I(Fo)=al(F0,z)/az. Cette équation représente la solution générale au -15 We thus have: vcp (F) =) 'Ya) vg (Y, Fo) d @ I (;. ffs CSI (o 1 (18) fJ, [VI (Fo) xv (D (Y0)] VG (Y , F0) dFo, 1 (~) s where 8I (Fo) = al (F0, z) / az This equation represents the general solution at -15
problème de calcul du champ vectoriel \'D à partir des mesures de la composante longitudinale du vecteur de Poynting (i.e. intensité) et de sa variation le long de la direction axiale z. Le produit vectoriel de cette équation par \I(F) donne l'équation intégrale de Fredholm de second ordre suivante: f(r)=b(r)û JJS f(F )V(F,r0)ur0 , (19) où . calculation problem of the vector field \ 'D from measurements of the longitudinal component of the Poynting vector (i.e. intensity) and its variation along the axial direction z. The vector product of this equation by \ I (F) gives the following second-order Fredholm integral equation: f (r) = b (r) û JJS f (F) V (F, r0) ur0, (19) or .
f(j.)={VI(Y)xvcD(F)L 1 ~-b(r)= JJ,S 27L/~, 1(SIfro)[V1n1(;)xVgfr Fo)] d V(F,r'o)= [ V 1n1(F)xVG(F,ro) 17, In étant la fonction logarithme népérien. Il est nécessaire d'obtenir la fonction f(r) pour : f (j) = {VI (Y) xvcD (F) L 1 ~ -b (r) = JJ, S 27L / ~, 1 (SIfro) [V1n1 (;) xVgfr Fo)] d V (F, r 'o) = [V1n1 (F) xVG (F, ro) 17, where In is the natural logarithmic function. It is necessary to obtain the function f (r) for:
l'obtention du gradient oc(F) de la phase totale selon la formule (18) ; ce gradient comportera tant la partie potentielle que la partie rotationnelle ; le calcul de la phase totale. Le calcul de la phase totale s'effectue en intégrant le gradient v(D(F) de la phase totale. L'intégration de la partie potentielle est directe. Par contre, l'intégration de la partie rotationnelle nécessite le placement de lignes de coupure entre singularités de signes opposés. Les positions et les signes des singularités sont déterminés à l'aide de la fonction f(r). obtaining the α (F) gradient of the total phase according to formula (18); this gradient will include both the potential part and the rotational part; the calculation of the total phase. The total phase is calculated by integrating the gradient v (D (F) of the total phase, the integration of the potential part is straightforward, while the integration of the rotational part requires the placement of cleavage between singularities of opposite signs The positions and signs of the singularities are determined by means of the function f (r).
Selon l'invention, on peut montrer à partir d'une intégration de la formule (18) que la phase (D (F ) est la somme d'une partie potentielle tg(F) et d'une partie rotationnelle aussi appelée phase cachée x(r) According to the invention, it can be shown from an integration of the formula (18) that the phase (D (F) is the sum of a potential part tg (F) and a rotational part also called hidden phase x (r)
'c r)= (r)+x(r), (21) la phase cachée x(F) étant la fonction liée par les conditions de Cauchy-Riemann avec la fonction W(F)= w(r',)g(F,r,), c'est-à-dire en coordonnées 1 cartésiennes: (20) -16 ax`'J=1 w(ri)gy(r,rl), ax ax(r)--E w(rl)gx(F,rl), a 1 signifiant une somme sur 1 avec 1 variant de 0 à L-1, L étant le nombre de singularités, gx(F,Fo) étant la dérivée de g(F,ro) par rapport à la composante x du vecteur r = (x,y), et gy(F,ro) étant la dérivée de g(F,i-o) par rapport à la composante y du vecteur r = (x,y). La partie potentielle tg(F)de la phase est égale à une première estimation de la phase 0,0 à laquelle est soustraite une phase harmonique x(x,y): W(r)=01(Y)û '(x,Y) (cr) = (r) + x (r), (21) the hidden phase x (F) being the function bound by the Cauchy-Riemann conditions with the function W (F) = w (r ',) g ( F, r,), that is to say in Cartesian 1 coordinates: (20) -16 ax`'J = 1 w (ri) gy (r, rl), ax ax (r) - E w ( rl) gx (F, rl), where a 1 signifies a sum over 1 with 1 varying from 0 to L-1, where L is the number of singularities, gx (F, Fo) being the derivative of g (F, ro) by relative to the component x of the vector r = (x, y), and gy (F, ro) being the derivative of g (F, io) with respect to the component y of the vector r = (x, y). The potential part tg (F) of the phase is equal to a first estimate of the phase 0,0 to which a harmonic phase x (x, y) is subtracted: W (r) = 01 (Y) û '(x, Y)
Avec : (F )= f J (Fo)•~TbW.,r0)ui0 X(x,y)= JJS[\ x (F)) J.vrog(r,r0)dio =ùE rw(rl) J Js [ V ro g(ro , rr) X V ro g(r , F0) J di-0 En référence à la figure 1, le dispositif 1 selon l'invention mettant en oeuvre un procédé selon l'invention comprend un système optique 2, un capteur 3 tel une caméra CCD, une unité de calcul 4 telle une unité centrale d'un ordinateur, un écran 5, et des moyens (non représentés) pour illuminer un objet 6. With: (F) = f J (Fo) • ~ TbW., R0) ui0 X (x, y) = JJS [\ x (F)) J.vrog (r, r0) dio = ù E rw (rl) J Referring to FIG. 1, the device 1 according to the invention embodying a method according to the invention comprises an optical system 2 (FIG. , a sensor 3 such as a CCD camera, a calculation unit 4 such as a central unit of a computer, a screen 5, and means (not shown) for illuminating an object 6.
Les moyens d'illumination peuvent être agencés pour illuminer l'objet 6 en transmission ou en réflexion, de sorte que le système optique 2 soit agencé pour projeter sur le capteur 3 le champ d'ondes lumineuses 7 respectivement transmis ou réfléchi par l'objet 6 et se propageant parallèlement à l'axe Z. L'objet imagé 6 se trouve sensiblement dans le plan The illumination means may be arranged to illuminate the object 6 in transmission or in reflection, so that the optical system 2 is arranged to project on the sensor 3 the light wave field 7 respectively transmitted or reflected by the object 6 and propagating parallel to the Z axis. The imaged object 6 is substantially in the plane
focal objet 8 du système optique 2. object focal 8 of the optical system 2.
L'axe optique du système optique est aligné avec l'axe Z. Le dispositif 1 comprend en outre des moyens (non représentés) pour modifier la position relative du capteur 3 le long de l'axe Z par rapport au système (22) (23) (24) - 17 optique 2 solidaire de l'objet 6. Le dispositif peut donc comprendre soit des moyens pour déplacer le capteur 3, soit des moyens pour déplacer le système optique 2 solidairement avec l'objet 6. Le capteur 3 comprend une grille bi-dimensionnelle de pixels rectangulaires arrangés dans un plan perpendiculaire à l'axe Z et alignés respectivement selon M lignes parallèles à l'axe Y et N colonnes parallèles à l'axe X, les axes X et Y étant perpendiculaires entre eux et à l'axe Z. Le capteur est donc agencé pour acquérir, pour plusieurs positions possibles du capteur le long de l'axe Z, une image d'intensité du champ d'ondes, chaque image d'intensité étant délimitée par une surface plane perpendiculaire à l'axe Z, et comprenant M fois N points ou pixels. En pratique, ces M fois N pixels peuvent n'être qu'un sous ensemble du nombre total de pixels du capteur. La région S peut être choisie par l'utilisateur, et donc elle peut contenir un nombre M fois N de pixels moindre que le nombre total de pixels que compte le capteur. Par exemple, le capteur 3 contient 1280 x 1024 pixels. Or, l'utilisateur peut choisir une zone de calcul S de taille arbitraire, par exemple 268 x 873 pixels, sans toutefois dépasser la surface utile du capteur, c'est à dire sans aller au-delà de la taille de 1280 x 1024 pixels. Le capteur 3 est relié à l'unité de calcul. L'unité de calcul 4 stocke un logiciel selon l'invention et est agencée pour calculer différentes données 1(F), aI(F ,z)/az, f(r), v11)(F), O,(Y), x(F), x(x,y), (D(r) pour chacun de ces points. L'écran 5 permet d'afficher ces données sous la forme de graphiques. The optical axis of the optical system is aligned with the Z axis. The device 1 further comprises means (not shown) for modifying the relative position of the sensor 3 along the axis Z with respect to the system (22) ( 23) (24) - 17 optical 2 secured to the object 6. The device may therefore comprise either means for moving the sensor 3, or means for moving the optical system 2 integrally with the object 6. The sensor 3 comprises a two-dimensional grid of rectangular pixels arranged in a plane perpendicular to the Z axis and respectively aligned along M lines parallel to the Y axis and N columns parallel to the X axis, the X and Y axes being perpendicular to each other and The sensor is thus arranged to acquire, for several possible positions of the sensor along the axis Z, an intensity image of the wave field, each intensity image being delimited by a flat surface. perpendicular to the Z axis, and comprising M times N poin ts or pixels. In practice, these M times N pixels may be only a subset of the total number of pixels of the sensor. The region S can be chosen by the user, and therefore it can contain a number M times N of pixels less than the total number of pixels that the sensor has. For example, the sensor 3 contains 1280 x 1024 pixels. However, the user can choose a calculation area S of arbitrary size, for example 268 x 873 pixels, without however exceeding the useful surface of the sensor, that is to say without going beyond the size of 1280 x 1024 pixels . The sensor 3 is connected to the computing unit. The calculation unit 4 stores software according to the invention and is arranged to calculate different data 1 (F), aI (F, z) / az, f (r), v11) (F), O, (Y) , x (F), x (x, y), (D (r) for each of these points, the screen 5 makes it possible to display these data in the form of graphs.
On va maintenant décrire, en référence aux figures 2 à 10, différentes étapes du procédé de calcul de la phase selon l'invention. Ces étapes successives A à L comprennent : A. Une acquisition, par le capteur 3, d'au moins un couple d'images d'intensité 1,(r)=I(F,z,) et I20=I(F,z2) du champ d'ondes provenant de l'objet 6 (par réflexion ou par transmission), les images du couple étant acquises pour des positions 3a, 3b du capteur 3 symétriques par rapport au plan focal image 9 du système optique 2, z, et z, étant, le long d'un axe Z, les positions respectives de la surface plane imagée respectivement S, -18 et S2 pour chacune des images, x et y étant des coordonnées le long d'axes respectivement X et Y perpendiculaires entre eux et à l'axe Z . S, et S2 sont des surfaces planes perpendiculaires à l'axe Z. Toutes les images acquises ont une même échelle spatiale et des mêmes dimensions le long 5 des axes X et Y, ce qui nécessite une mise à cette échelle des données brutes acquises par le capteur 3. L'unité de calcul 4 procède alors au calcul de la valeur de l'intensité I(FF) du champ d'ondes pour chaque point F de la surface plane S perpendiculaire à l'axe Z et située à une position z le long de l'axe Z, et au 10 calcul de la dérivée première SI(r )= al(F ,z)/az de l'intensité sur la surface S par rapport à la coordonnée z pour chaque point r de la surface plane S. S a la même échelle spatiale et les mêmes dimensions le long des axes X et Y que S, et S2. Pour le calcul des valeurs de l'intensité I(F), l'intensité I(î) au point 15 de coordonnées F dans S est typiquement égale à une moyenne des valeurs au point de coordonnées r dans S, et S2 des différentes images d'intensité acquises respectivement 1,(F) et 12 (F) . Par la suite, on considèrera le cas où : I(F)= [ I,(r)+ I2(F) 1/2, (25) z=(z, +z2)/2 Mais on aurait pu choisir n'importe quelle valeur pour 1(F) qui est une 20 moyenne plus ou moins pondérée des images d'intensité acquises : I(F)=1,(7) ou I(r)=I2(i-) ou I(F)=[I,(i°)+212(r) 1i3 etc... (26) S étant comprise entre S, et S2, z étant une moyenne de z, et z2 selon cette même pondération. On considère par la suite le cas nullement limitatif pour lequel la surface imagée S est un rectangle délimité par quatre bords, chacun des 25 bords de ce rectangle étant aligné avec un des axes des coordonnées x et y utilisés pour les calculs. On a S = (0, a)x (O,b), c'est-à-dire que deux bords de S alignés le long de l'axe X ont une longueur a, et deux bords de S 292231 6 -19 alignés le long de l'axe Y ont une longueur b. Tout comme 11(F) et 12(F), l'image I(F) comprend M fois N points. La distance entre deux points de I(F) le long de l'axe X est Ox, et la distance entre deux points de I(F) le long de l'axe Y est Ay . Un point de S imagé par un pixel situé à la ième ligne (0 <û i <û M -1) et à la jème colonne (0 <û j <û N -1) du capteur aura ses coordonnées désignées par Fi _ (x;, y; ), avec x; = i & et y; = j Ay . De même, dans le cas d'une acquisition den images, on aurait pu choisir : I(r)= [ I1(r)+I2(r)+...+(r) ]/n (27) Le calcul de la dérivée première SI(F )= al(ïF ,z)/az est réalisé par une approximation. Cette approximation peut être écrite sous forme de la différence : 31(F)= [12(F)-I1(Y)1(Z2 -z1 ) (28) Plus généralement, on aurait pu choisir n'importe quelle valeur pour 31(F) représentative d'une différence entre des images d'intensité acquises pour plusieurs surfaces perpendiculaires à l'axe Z , soit par exemple dans le cas 15 d'une acquisition de quatre images 11(F) , 12(F) , 13(F) et 14(F) dont les positions respectives des plans le long de Z sont z1, z2, z3 et z4: 31(F) { [13(r)+14(r)]-[II(r)+12(r)] ]l[ (Z3 +Z4)ù(Zl +Z2) ] (29) B. Un calcul, par l'unité 4, et à partir des valeurs d'intensité 1 (F) et de la dérivée de l'intensité 8I(i )= al(rF ,z)/az , de la fonction de singularités f(r)= [ VI(F)xvi(F) ], dont la valeur est significative de la présence ou de 20 l'absence en r d'une singularité. Ce calcul est réalisé par la résolution directe, c'est-à-dire non itérative, de l'équation suivante : f(Y)û b(, ) û JjC .f(F0)V(F,F0)do , (30) qui est une équation de Fredholm du second ordre, et où : -20 We will now describe, with reference to Figures 2 to 10, different steps of the method of calculating the phase according to the invention. These successive steps A to L comprise: A. An acquisition, by the sensor 3, of at least one pair of images of intensity 1, (r) = I (F, z) and I20 = I (F, z2) of the wave field coming from the object 6 (by reflection or by transmission), the images of the couple being acquired for positions 3a, 3b of the sensor 3 symmetrical with respect to the image focal plane 9 of the optical system 2, z , and z, being, along an axis Z, the respective positions of the planar surface respectively imaged S, -18 and S2 for each of the images, x and y being coordinates along respectively perpendicular axes X and Y between them and at the Z axis. S 1 and S 2 are plane surfaces perpendicular to the Z axis. All the acquired images have the same spatial scale and dimensions along the X and Y axes, which necessitates scaling of the raw data acquired by the sensor 3. The calculation unit 4 then calculates the value of the intensity I (FF) of the wave field for each point F of the plane surface S perpendicular to the axis Z and located at a position z along the Z axis, and calculating the first derivative SI (r) = al (F, z) / az of the intensity on the surface S with respect to the coordinate z for each point r of the S. S plane surface has the same spatial scale and dimensions along the X and Y axes as S, and S2. For the computation of the values of the intensity I (F), the intensity I (i) at the point 15 of coordinates F in S is typically equal to an average of the values at the point of coordinates r in S, and S2 of the different images. of intensity acquired respectively 1, (F) and 12 (F). Subsequently, we consider the case where: I (F) = [I, (r) + I2 (F) 1/2, (25) z = (z, + z2) / 2 But we could have chosen n ' any value for 1 (F) which is a more or less weighted average of acquired intensity images: I (F) = 1, (7) or I (r) = I2 (i-) or I (F) = [I, (i °) +212 (r) 1i3, etc. (26) S being between S, and S2, z being an average of z, and z2 according to this same weighting. Next we consider the non-limiting case for which the image area S is a rectangle delimited by four edges, each of the edges of this rectangle being aligned with one of the axes of the x and y coordinates used for the calculations. We have S = (0, a) x (O, b), that is to say that two edges of S aligned along the X axis have a length a, and two edges of S 292231 6 -19 aligned along the Y axis have a length b. Just like 11 (F) and 12 (F), the image I (F) comprises M times N points. The distance between two points of I (F) along the X axis is Ox, and the distance between two points of I (F) along the Y axis is Ay. A point of S imaged by a pixel located on the ith line (0 <û i <û M -1) and on the jth column (0 <û j <û N -1) of the sensor will have its coordinates designated by Fi _ ( x ;, y;), with x; = i & and y; = j Ay. Similarly, in the case of an acquisition of images, one could have chosen: I (r) = [I1 (r) + I2 (r) + ... + (r)] / n (27) The calculation of the first derivative SI (F) = al (ïF, z) / az is produced by an approximation. This approximation can be written as the difference: 31 (F) = [12 (F) -I1 (Y) 1 (Z2 -z1) (28) More generally, we could have chosen any value for 31 ( F) representative of a difference between intensity images acquired for several surfaces perpendicular to the Z axis, for example in the case of acquisition of four images 11 (F), 12 (F), 13 ( F) and 14 (F) whose respective positions of the planes along Z are z1, z2, z3 and z4: 31 (F) {[13 (r) +14 (r)] - [II (r) +12 (r)]] l [(Z3 + Z4) ù (Z1 + Z2)] (29) B. A calculation, by unit 4, and from intensity values 1 (F) and the derivative of the intensity 8I (i) = a (rF, z) / az, of the singularity function f (r) = [VI (F) xvi (F)], the value of which is significant for the presence or the absence in r of a singularity. This calculation is carried out by the direct, that is to say non-iterative, resolution of the following equation: f (Y) û b (,) û JjC .f (F0) V (F, F0) do, ( 30) which is a Fredholm equation of the second order, and where: -20
b(r)= fi 27rÀ. 'SI(ro)[VlnI(F)xVrg(F,ro)] dFo V(F,Fo)= [ V lnI(r)xV7.G(F,F0) ] 1, étant la longueur d'onde moyenne du champ d'ondes, qui est en pratique quasi-monochromatique centré sur une longueur d'onde ). avec une bande passante de quelques nanomètres. g(F,Fo) est la fonction de Green qui reflète la géométrie de la région de support S et les conditions limites sur le potentiel. La fonction de Green g(F,Fo) peut être définie comme l'expression sous forme d'une série de fonctions propres (F,,(r)Fm(Fo)) de l'équation différentielle de Helmholtz à deux dimensions, de préférence pour les conditions limites de Neumann ou de Dirichlet dans S : g(r,ro)=E v 2 F~n(r)Fm(ro), (32) ,n=0 u étant les valeurs propres, avec : = m7c/a 7~n = n ir/b Um2 4m2 +fn2 ù et où /h= 0 b (r) = 27r. IF (ro) [VlnI (F) xVrg (F, ro)] dFo V (F, Fo) = [V lnI (r) xV7.G (F, F0)] 1, being the average wavelength of the wave field, which is in practice almost monochromatic centered on a wavelength). with a bandwidth of a few nanometers. g (F, Fo) is the Green function that reflects the geometry of the support region S and the boundary conditions on the potential. The function of Green g (F, Fo) can be defined as the expression in the form of a series of eigenfunctions (F ,, (r) Fm (Fo)) of the two-dimensional Helmholtz differential equation of preferably for the boundary conditions of Neumann or Dirichlet in S: g (r, ro) = E v 2 F ~ n (r) Fm (ro), (32), where n = 0 u being the eigenvalues, with: = m7c / a 7 ~ n = n ir / b Um2 4m2 + fn2 where and / h = 0
. oo représente tous les indices requis pour définir une fonction propre requise, et les fonctions de décomposition Fm(F) (ou FF(F), F,-(F)... selon l'indice choisi) forment l'ensemble ortho-normal (voir réf.[1] Morse & Feshbach, page 820), et sont des fonctions propres de l'équation différentielle de Helmholtz à une dimension, de préférence pour les conditions limites de Neumann ou de Dirichlet dans S ff F i )Fk(F)=. (33) Pour des conditions aux limites de Neumann, on fixe, le long des bords de S, la valeur d'une composante du gradient spatial de g(F,Fo), cette composante étant contenue dans le plan S et normale au bord. Typiquement, on fixe cette valeur égale à 0, en particulier si les images acquises sont des images d'un objet 6 comprenant une surface sensiblement plane imagée notamment par les bords des images, et un (31) - 21 û objet en relief centré sur les images. Pour les conditions aux limites de Neumann, on prend : g(F,T"o) = Aän cos(riny)cos(rinyo) n=0 x COS(mX) COS( m x0 ) L ~m +nnn 2 En pratique, ce calcul sur l'infini d'une ou de deux sommes s'effectue en utilisant une de ces deux approches : 1. En remplaçant l'infini (m = oo et n = oo) par des nombres entiers m= M et n = N suffisamment grands (typiquement 256, cette valeur dépendant de la puissance de calcul de l'unité de calcul 4) pour permettre la précision requise de la représentation de la fonction de Green. Aussi, pour permettre le calcul de la fonction de Green en utilisant des transformées rapides (par exemple, les transformées de Fourier, de Sinus, de Cosinus, etc.) ; les nombres M et N sont de préférence égaux à des puissances de 2, M étant une puissance de 2 supérieure ou égale à m et la plus proche possible de M, N étant une puissance de 2 supérieure ou égale à N et la plus proche possible de N; 2. En calculant une des deux sommes analytiquement (c'est-à-dire en exprimant cette somme sous la forme d'une fonction analytique), et en remplaçant l'infini (oo) de la somme restante (par rapport à m ou n) par un nombre entier suffisamment grand pour permettre la précision requise de la représentation de la fonction de Green. Dans l'implémentation de l'algorithme qui suit, la deuxième de ces approches est utilisée, où la deuxième somme sur m dans l'équation (34) est calculée analytiquement, tandis que l'infini (oo) de la première somme sur n de l'équation (34) est remplacé par N qui est une puissance de 2 supérieure ou égale à N et la plus proche possible de N. On peut utiliser des approches de calcul comparables pour un calcul d'autres sommes dans le procédé selon l'invention. Pour des conditions aux limites de Dirichlet, on fixe, le long de (34) m=0, m2+n2SO - 22 û chaque bord de S, la valeur de g(r,Fo). Typiquement, on fixe cette valeur égale à 0, en particulier si les images acquises sont des images d'un objet comprenant une surface sensiblement plane imagée notamment par les bords des images, et un objet en relief centré sur les images...DTD: Pour les conditions aux limites de Dirichlet, on prend : l l g(;, ro) = E Am ä sin(rin y) sin(rin y0 ) n=0 x m=0, m`+n2 m0 sin(mx) sin(mxo ) m2 + n2 (35) Typiquement, la deuxième somme sur m dans l'équation (35) est calculée analytiquement, tandis que l'infini (oo) de la première somme sur n de l'équation (35) est remplacé par N qui est une puissance de 2 supérieure ou égale à N et la plus proche possible de N. 10 Les paramètres 4,n, n,,, Am,n seront détaillés par la suite. Le calcul de f(F) est basé sur une décomposition de f(F) en une série de fonctions de décomposition FF(r) : .f(F)=E fi Fi (F.). (36) k=0 fi (ou fm , J. ... selon l'indice choisi) étant les coefficients de décomposition de la fonction f(F). Dans la formule (36), l'infini (oo) est 15 remplacé par K = (K,L), K et L étant les valeurs suffisamment élevées (et pas nécessairement des puissances de deux, et typiquement comprises entre 30 et 80 selon la puissance de l'unité 4) pour représenter la fonction f(F) avec une précision requise. Dans le procédé selon l'invention, on procède typiquement de la même manière pour le calcul d'autres sommes 20 allant jusqu'à l'infini. La fonction b(r) est décomposée en une série des fonctions de décomposition F,,,(i°) : . oo represents all the indices required to define a required eigenfunction, and the decomposition functions Fm (F) (or FF (F), F, - (F) ... according to the chosen index) form the orthogonal set. normal (see ref [1] Morse & Feshbach, page 820), and are eigenfunctions of the one-dimensional Helmholtz differential equation, preferably for the boundary conditions of Neumann or Dirichlet in S ff F i) Fk (F) =. (33) For Neumann boundary conditions, the value of a component of the spatial gradient of g (F, Fo) is fixed along the edges of S, this component being contained in the plane S and normal to the edge . Typically, this value is set equal to 0, in particular if the acquired images are images of an object 6 comprising a substantially planar surface imaged in particular by the edges of the images, and a (31) - 21 - object in relief centered on images. For the boundary conditions of Neumann, we take: g (F, T "o) = An cos (riny) cos (rinyo) n = 0 x COS (mX) COS (mx0) L ~ m + nnn 2 In practice , this calculation on the infinite of one or two sums is done using one of these two approaches: 1. By replacing the infinite (m = oo and n = oo) by integers m = M and n = N sufficiently large (typically 256, this value depending on the computational power of computation unit 4) to allow the required precision of the representation of the Green function Also, to allow the calculation of the Green function in using fast transforms (for example, Fourier, Sinus, Cosine transforms, etc.), the numbers M and N are preferably equal to powers of 2, M being a power of 2 greater than or equal to m and as close as possible to M, N being a power of 2 greater than or equal to N and as close as possible to N; 2. By calculating one of the two sums analytically (that is, expressing this sum in the form of an analytic function), and replacing the infinite (oo) of the remaining sum (with respect to m or n) by an integer sufficiently large to allow the required precision of the representation of the function of Green. In the implementation of the algorithm that follows, the second of these approaches is used, where the second sum on m in equation (34) is computed analytically, while the infinite (oo) of the first sum on n from equation (34) is replaced by N which is a power of 2 greater than or equal to N and as close as possible to N. It is possible to use comparable calculation approaches for calculating other sums in the process according to 'invention. For Dirichlet boundary conditions, the value of g (r, Fo) is set along (34) m = 0, m2 + n2SO - 22 - at each edge of S. Typically, this value is set equal to 0, in particular if the acquired images are images of an object comprising a substantially flat surface imaged in particular by the edges of the images, and an object in relief centered on the images ... DTD: For the boundary conditions of Dirichlet, take: llg (;, ro) = E Am ä sin (rin y) sin (rin y0) n = 0 xm = 0, m` + n2 m0 sin (mx) sin (mxo) ) m2 + n2 (35) Typically, the second sum over m in equation (35) is computed analytically, while the infinite (oo) of the first sum over n of equation (35) is replaced by N which is a power of 2 greater than or equal to N and as close as possible to N. The parameters 4, n, n ,,, Am, n will be detailed later. The computation of f (F) is based on a decomposition of f (F) into a series of decomposition functions FF (r): .f (F) = E fi Fi (F.). (36) k = 0 fi (or fm, J. ... according to the chosen index) being the decomposition coefficients of the function f (F). In formula (36), the infinite (oo) is replaced by K = (K, L), K and L being sufficiently high values (and not necessarily powers of two, and typically between 30 and 80 depending on the power of the unit 4) to represent the function f (F) with a required accuracy. In the process according to the invention, the procedure is typically the same for the calculation of other sums up to infinity. The function b (r) is decomposed into a series of decomposition functions F ,,, (i °):
CO b(F)=E b,, Fm(r)• (37) m=0 b,,, (ou bk , b;... selon l'indice choisi) étant les coefficients de - 23 û décomposition de la fonction b(F). Dans la formule (37) l'infini (x) est remplacé par M = (M,N), M et N étant les valeurs suffisamment élevées CO b (F) = E b ,, Fm (r) • (37) m = 0 b ,,, (or bk, b; ... depending on the chosen index) being the coefficients of - 23 - decomposition of the function b (F). In formula (37) the infinite (x) is replaced by M = (M, N), M and N being the sufficiently high values
(pas nécessairement des puissances de deux, et typiquement comprises entre 30 et 80 selon la puissance de l'unité 4) pour représenter la fonction b(r) avec une précision requise. Dans le procédé selon l'invention, on (Not necessarily powers of two, and typically between 30 and 80 depending on the power of the unit 4) to represent the function b (r) with a required accuracy. In the process according to the invention,
procède typiquement de la même manière pour le calcul d'autres sommes allant jusqu'à l'infini. Selon l'invention, les fonctions f(F) et b(F) sont donc décomposées typically proceeds in the same way for the calculation of other sums up to infinity. According to the invention, the functions f (F) and b (F) are therefore decomposed
en séries des fonctions de décomposition F,;,(F) qui sont des fonctions in series of decomposition functions F,;, (F) which are functions
propres de l'équation de Helmholtz à une dimension, de préférence pour les conditions limites de Neumann ou de Dirichlet dans le domaine S. Pour les conditions aux limites de Neumann, on décompose f(r) et of the one dimensional Helmholtz equation, preferably for the Neumann or Dirichlet boundary conditions in the S domain. For the Neumann boundary conditions, f (r) and
b(F) en utilisant la Transformée de Cosinus Discrète (DCT), c'est-à-dire en prenant : Fm (@) = Fm n (x, y) = A,,,,n cos( mx ) cos(r~ny ) (38) Pour les conditions aux limites de Dirichlet, on décompose f(r) et b(F) en utilisant la Transformée de Sinus Discrète (DST), c'est-à-dire en prenant : Fm (r) = Fm,n (x, y) = Am,n sin( mx ) sin( 77 n.@ ) , (39) Le calcul de f(F) comprend les étapes B.1. à B.6. suivantes : B.1. Un calcul des paramètres v, 1 , 4m, Tb, , Am et Bn selon l'équation (40) et sm selon l'équation (41) : k = k z/a b (F) using the Discrete Cosine Transform (DCT), that is, taking: Fm (@) = Fm n (x, y) = A ,,,, n cos (mx) cos ( r ~ ny) (38) For the boundary conditions of Dirichlet, f (r) and b (F) are decomposed using Discrete Sinus Transform (DST), that is, taking: Fm (r) ) = Fm, n (x, y) = Am, n sin (mx) sin (77 n. @), (39) The computation of f (F) comprises the steps B.1. to B.6. following: B.1. A calculation of the parameters v, 1, 4m, Tb,, Am and Bn according to equation (40) and sm according to equation (41): k = k z / a
=lir/b `gym = m7r/a (40) i7, =nn/b 2 2 2 uk,! = k + ni -24- Am n = A,,, B,, ? si m>O a 1 = lir / b `gym = m7r / a (40) i7, = nn / b 2 2 2 uk ,! = k + ni -24- Am n = A ,,, B ,,? if m> O has 1
a B,, =~ si n>0 Bo 1 b si m=0 m = si m>0 (41) B.2.Un calcul de la fonction b(r)= f fs27rl '81(ro)[V1nI(F)xVFg(r,Fo)]Z dFo Pour cela, l'unité de calcul utilise le calcul : - de la fonction scalaire 810 [ 12(F)-11(F) J/Az, où Az = z2 - z, est la distance entre les deux plans (S, et S2) de prise de vue de deux images d'intensité 11(r) et I2(r) ; et de la fonction vectorielle Oln1(r), où I(rr)= [ 1,(r)+12(x)1/2 à partir des images d'intensité I,(r) et 12(r). Pour calculer la fonction b(F), sont calculées la dérivée première gx(r,ro) de g(r,ro) par rapport à la composante selon x du vecteur r =(x,y), et la dérivée première gy(r,ro) de g(r,ro) par rapport à la composante selon y du vecteur r" = (x, y) : b(r) = f fs 22r) 'SI(ro)[VinI(r)x\rg(r,ro)]Z dio = ôl(r)/ I(rff 2zl '8I(iô)g(r,ro)(lii) (42) ,~-_ a1(r)/ ff 27r%l -'8I(ro)gX(r,ro) Fo I(r) s Pour les conditions aux limites de Neumann, les dérivés de la fonction de Green par rapport aux variables x et y sont : a B ,, = ~ if n> 0 Bo 1 b if m = 0 m = if m> 0 (41) B.2.A calculation of the function b (r) = f fs27rl '81 (ro) [V1nI ( F) xVFg (r, Fo)] Z dFo For this, the calculation unit uses the calculation of: - the scalar function 810 [12 (F) -11 (F) J / Az, where Az = z2 - z, is the distance between the two shots (S, and S2) of two intensity images 11 (r) and I2 (r); and the vector function Oln1 (r), where I (rr) = [1, (r) +12 (x) 1/2 from intensity images I, (r) and 12 (r). To compute the function b (F), we calculate the first derivative gx (r, ro) of g (r, ro) with respect to the x component of the vector r = (x, y), and the first derivative gy ( r, ro) of g (r, ro) with respect to the y-component of the vector r "= (x, y): b (r) = f fs 22r) 'SI (ro) [VinI (r) x \ ## STR2 ## wherein R 1 (R 1), R 1, R 1, R 1, R 1, R 1, R 1, R 1, R 1, R 1, R 1, R 1, R 1, R 1, R 1, R 1, R 1, R 2, R 1, R 2 For the boundary conditions of Neumann, the derivatives of the function of Green with respect to the variables x and y are: ## EQU1 ##
-25- -25-
t gx(ri0)=ù2a-1E sin(S,,,x)cos(4,nxo)J (y,Yo) (43) m=1 t gy(i',r0)=-2bù1 sin(r)ny)cos(nny0)/n (x,x0). (44) n=1 Ces équations nous montrent que fm et f' sont des mesures d'une représentation d'une fonction de Green g(F,î^o) dans un espace de fonctions propres de l'équation de Helmholtz à coordonnées séparables. t gx (ri0) = ù2a-1E sin (S ,,, x) cos (4, nxo) J (y, Yo) (43) m = 1 t gy (i ', r0) = - 2bu1 sin (r) ny) cos (nny0) / n (x, x0). (44) n = 1 These equations show us that fm and f 'are measurements of a representation of a function of Green g (F, i ^ o) in a space of eigenfunctions of the coordinate Helmholtz equation separable.
Pour les conditions aux limites de Dirichlet, les dérivés de la fonction de Green sont celles données par les deux formules ci-dessus dans laquelle la fonction sinus est remplacée par la fonction cosinus et inversement. C'est-à-dire, pour les conditions aux limites de Neumann : b(x,y)= fis -13I(xo,y0)[01nI(x,Y)xV g(x,y;xo,YO)]_ dx0dy0 1 1 al (x' y) /ax `° e sin(riny) f f. (x,xo) f 31(xo,Yo)cos(rinyo)dyo dxo (45) +4zc~ 1 a-1 aI(x'Y)/ây ° sin x 8I x , yo)cos(,nxo) dxo dyo I (x, y) "7, (~,n ) f o _0 fm (y~ Yo) f (o Pour les conditions aux limites de Dirichlet, il suffit de réécrire l'équation précédente en remplaçant la fonction cosinus par la fonction sinus et inversement. Pour les conditions aux limites de Neumann : f x, xo) û_ 1 cosh[rin (a û x)] cosh(rinxo ), si x > xo sinh(yn7r) cosh[n,, (a û xo )j cosh(rinx), si x < xo 1 fcosh[n, (b û y)] coshyo ), si y >0 .Î,n (Y'Yo) = sinh(ÿm7r) cosh[ n, (b û yo )] cosh( n,y), si y < yo et, pour les conditions aux limites de Dirichlet, / nr (x, x0) _ 1 sinh[rhi (a ù x)] sinh(rinxo ), si x > x0 ' Sinh(Y/!TC) Sinh[r)n (a ù xo )] S1n11(nnx), si x < xo Y 1 sinh[n, (b û Y)] s(mYo )' si y > Yo Î,~ (Y~ yo) = sinh()7rnir) sinh[{,,, (b ù yo )] sinh(4n, y), si y < Yo Les échantillons d'une image I(x, y) étant connus sur la grille discrète et -26 {x,,y; }, ou x, =iAx, i=O,...,Mû1 et y,=jAy, j=O,...,Nû1, les intégraux entre 0 et a= MAx et entre 0 et b = NAy dans l'équation (45) sont approximés, pour les conditions aux limites de Neumann, par une somme : b(x;,Y, )_ _4-1 & al (x,, Nù1 \ Mù1 Nù1 \ Y, E sin (17 J E {' Jn x;,xb) E SI(x,o,yio)cos n Irû Jo N I xr,Y n=1 N/ ,0=1 Jo=1 N/ (46) 47r~, - 0y ôl x , y / ây 7c + ' 1 sin mùZ If:, (y,,y,o) SI(x,0,y,o)cos mùIp M I(x,,Yi) m=1 M ,,0=1 10=1 M / Pour les conditions aux limites de Dirichlet, il suffit de réécrire l'équation précédente en remplaçant la fonction cosinus par la fonction sinus et inversement. B.3. Un calcul des coefficients bm selon l'équation: bm û JJsb(r)F;n(@)dF. (47) Pour trouver les coefficients , l'unité de calcul 4 peut utiliser des méthodes classiques du calcul telle la transformée type cosinus ou sinus, de préférence cosinus ou sinus rapide . Pour les conditions limites de Neumann, ce calcul s'effectue en utilisant les transformées de cosinus : ben = JJsb(r)F;n(r)dr a h = Am n Jcos(4mx) cos(rinY) b(x,y) dy 0 0 Pour les conditions limites de Dirichlet, ce calcul s'effectue en utilisant 15 les transformées de sinus : bm = J JSb(r)F,-(F)dr a h = Am n Jsin(4mx) Jsin(riny) b(x, y) dy dx 0 0 M- / ù Nù1 Amn Ax Ayl sin miù 1 sin nj =o Al ,=o N Les sommes dans l'équation (48) et (49) sont calculées par les dx (48) Mù1 Nù1 7r 7r An,n Ax Ay cos mi ù cos niù b(x , M J-o N/ i)] (49) ) b(x;, - 27 transformées de type cosinus ou sinus, de préférence cosinus ou sinus rapide . B.4. Un calcul de coefficients smk , comprenant les étapes B.4.1. et B.4.2. suivantes : B.4.1. Un calcul des valeurs wm et w,,; faisant partie de la matrice wm _ wm = (50) Le calcul des valeurs wm et wm s'effectue en utilisant l'algorithme de la Transformée de Sinus Discrète (DST) pour les conditions limites de Neumann ou en utilisant l'algorithme de la Transformée de Cosinus Discrète 10 (DCT) pour les conditions limites de Dirichlet des composantes Lx(r) et Ly(r) de la fonction vectorielle i(F) = VlnI(r) respectivement selon x et selon y . Soit, pour les conditions aux limites de Neumann : L(r)=\1nI(r)=lw,;, • VF,,(r) Lx(r)=Ewm VF, (r)lax Ly(r)= wm VF,(F)/ay Lx(i-)=Ewm aFm(Y)/ax m wm aFm(Y)/ax M N = ù~ m S1Il mx `4m nWm n cos(y) m=1 n=1 Ly(Y)ùwm ),/Ôy ~ aa _ wm UFm (Y )/ay ni N M y = nn Sln(1in.Y) l Am,nw m ,n COS (mx) n=1 m=] (51) (52) (53) For Dirichlet boundary conditions, the derivatives of the Green function are those given by the two formulas above in which the sine function is replaced by the cosine function and vice versa. That is, for the boundary conditions of Neumann: b (x, y) = fis -13I (xo, y0) [01nI (x, Y) xV g (x, y; xo, YO)] _ dx0dy0 1 1 al (x 'y) / axle sin (riny) f f. (x, xo) f 31 (xo, Yo) cos (rinyo) dyo dxo (45) + 4zc ~ 1 a-1 aI (x'Y) / ay ° sin x 8I x, yo) cos (, nxo) dxo dyo I (x, y) "7, (~, n) fo _0 fm (y ~ Yo) f (o For the boundary conditions of Dirichlet, it suffices to rewrite the preceding equation by replacing the cosine function with the function sinus and vice versa For the boundary conditions of Neumann: fx, xo) û_ 1 cosh [rin (a û x)] cosh (rinxo), if x> xo sinh (yn7r) cosh [n ,, (a xo) j cosh (rinx), if x <xo 1 fcosh [n, (b û y)] coshyo), if y> 0 .i, n (Y'Yo) = sinh (ÿm7r) cosh [n, (b yy) )] cosh (n, y), if y <yo and, for the boundary conditions of Dirichlet, / nr (x, x0) _ 1 sinh [rhi (a x)) sinh (rinxo), if x> x0 Sinh (Y /! TC) Sinh [r) n (a xo)] S1n11 (nnx), if x <xo Y 1 sinh [n, (b y Y)] s (mYo) 'if y> Yo Î , ~ (Y ~ yo) = sinh () 7rnir) sinh [{,,, (b ù yo)] sinh (4n, y), if y <Yo The samples of an image I (x, y) being known on the discrete grid and -26 {x ,, y;}, or x, = iAx, i = O, ..., Mû1 and y, = jAy, j = O, ..., N 1, the integrals between 0 and a = MAx and between 0 and b = NAy in equation (45) are approximated, for the Neumann boundary conditions, by a sum: b (x;, Y,) _ _4- 1 al al N N ((((((((((((((((((((( 0 = 1 Jo = 1 N / (46) 47r ~, - 0y ôl x, y / yy 7c + '1 sin mùZ If:, (y, y, o) SI (x, 0, y, o) cos MI (x ,, Yi) m = 1 M ,, 0 = 1 10 = 1 M / For Dirichlet boundary conditions, it is sufficient to rewrite the previous equation by replacing the cosine function with the sine function and vice versa. B.3. A calculation of the coefficients bm according to the equation: bm û JJsb (r) F; n (@) dF. (47) To find the coefficients, the calculation unit 4 can use conventional methods of calculation such as the transform type cosine or sine, preferably cosine or fast sinus. For the Neumann boundary conditions, this calculation is done using the cosine transforms: ben = JJsb (r) F; n (r) dr ah = Am n Jcos (4mx) cos (rinY) b (x, y) dy 0 0 For Dirichlet boundary conditions, this calculation is done using sinus transforms: bm = J JSb (r) F, - (F) dr ah = Am n Jsin (4mx) Jsin (riny) b (x, y) dy dx 0 0 M- / ù Nù1 Amn Ax Ayl sin miù 1 sin nj = o Al, = o N The sums in equation (48) and (49) are computed by the dx (48) ## EQU1 ## ## EQU1 ## (b) (x, M Jo N / i)] (49)) b (x ;, 27 cosine or sine transforms, preferably cosine or fast sine. B.4 A calculation of coefficients smk, comprising the following steps B.4.1 and B.4.2: B.4.1 A calculation of the values wm and w ,, being part of the matrix wm _ wm = (50) The calculation of the wm and wm values is done using the Discrete Sinus Transform (DST) algorithm for Neumann boundary conditions or using the Neumann algorithm. the Discrete Cosine Transform (DCT) for the Dirichlet boundary conditions of the components Lx (r) and Ly (r) of the vector function i (F) = VlnI (r) respectively according to x and according to y. For the Neumann boundary conditions, let L (r) = \ 1nI (r) = lw,;, • VF ,, (r) Lx (r) = Ewm VF, (r) lax Ly (r) = wm VF, (F) / ay Lx (i -) = Ewm aFm (Y) / ax m wm aFm (Y) / ax MN = ù ~ m S1Il mx `4m nWm n cos (y) m = 1 n = 1 Ly (Y) ùwm), / Ôy ~ aa _ wm UFm (Y) / ay and NM y = nn Sln (1in.Y) 1 Am, nw m, n COS (mx) n = 1 m =] (51) ( 52) (53)
-28 Pour les conditions aux limites de Dirichlet, il suffit de reprendre ces équations en remplaçant les sinus par des cosinus et en replaçant les cosinus par des sinus. Les transformées cosinus et sinus, de préférence rapides , permettent de retrouver les valeurs wm et wy . Pour les conditions aux limites de Neumann : a h wm,n = ù ml Jsin( mx) [L(xY) cos(ni,y) dy dx 0 0 Mù1 / A Nù1 ( 7t \ 1yl sin miù E Lx(x;,y1)cos nj =o \. M/ i=o \ N/ m =1,..., n =1,..., N , -28 For the Dirichlet boundary conditions, simply repeat these equations by replacing the sines with cosines and replacing the cosines with sines. The cosine and sinus transforms, preferably fast ones, make it possible to find the values wm and wy. For the boundary conditions of Neumann: ah wm, n = ù ml Jsin (mx) [L (xY) cos (ni, y) dy dx 0 0 Mi1 / A N1 (7t \ 1yl sin mii E Lx (x ;, y1) cos nj = o \. M / i = o \ N / m = 1, ..., n = 1, ..., N,
(54) Mù1 .7r - a w,,;, = û Jsin(riny) JLy,(x,Y) cos(mx) dx dy o _o (54) Mu1 .7r - a w ,,; = û Jsin (riny) JLy, (x, Y) cos (mx) dx dy o _o
= AyE sin/nj N\ E Ly (x,, yJ)co- s/mi J j=o / ,=o M m =1,..., M, n =1,..., N . Pour les conditions aux limites de Dirichlet, il suffit de reprendre ces = AyE sin / nj N \ E Ly (x ,, yJ) cos / mi J j = o /, = o M m = 1, ..., M, n = 1, ..., N. For the Dirichlet boundary conditions, it is sufficient to take these
équations en remplaçant les sinus par des cosinus et en replaçant les cosinus par des sinus. equations by replacing the sines with cosines and replacing the cosines with sinuses.
B.4.2. Un smk = uk-2 wi JJS [vF (r)• vFk (F) ] F,;, (r) di' . Pour les conditions aux limites de Neumann, les coefficients sont : (55) des coefficients calcul -29 s;nk = v - 2 W- J Js [ OF: (Y) . OFk (Y) ]F,, i (r) di -2 Ak+m Ak B,+n B, x Y l = 4 vk,l A B ( k+m4kWk+m,l+n +fl1+n1JiWk+m,l+n )EmEn m n Ak+m Ak B1-n B, K x Y l + (k+m kWk+m,l-n +11l-nnlWil+m,I-n)Em n Am Bk l Ak+m Ak Bn 1 Bl ( x Y J + k+m kWk+m,n-1 -77n-l~lWk+m,n-I Em Am B,, Ak_mAk BI+n BI x Y + ((k-mkWk-m,1+n +17l+n'llwk-m,l+n)EmEn Am Bn + Ak_m Ak BI_, B1 Am Bn Ak-m Ak Bn l Bl + Am B,, Am-k Ak B,+n B, ((x k-m4kWk-m,l-n +nl-nnlWy k-m,l-n EmEn ((k-m kWkx-m,n-1 ûrIn-111iWy k-m,n-1 Em x y ((m-k kWm-k,l+n nl+nfllWm-k,l+n En (In-k kWmx -k,l-n _11l-nnlWmy -k,l-n En y ( m-k kWm-k,n-1 +nn-lnlWr-k,n-I (56) Am Bn Am_kAk BI-n B, Am Bn Am_kAk B,_,B1 Am Bn Dans la somme (56), les composants du vecteur ï = (i, j) changent comme suit : i =1,...,, j =1,...,N, les paramètres uk2,, 4m, rin, Am et Bn et Em étant décrits précédemment. Pour les conditions aux limites de Dirichlet, les coefficients sont : Smk 4Uk 2 Wi if [v).VFk(Y) ]F, (F) a 4 Uk 2 Wl,j { 4i k ('8ù1-k m + Si+k,m )(8j-1,n gj+l,n) (57) + 11j71 (Si-k,m ù (5i+k,m ) (Sj-1,n + (-j+I,n) } où les composants du vecteur î = (i, j) changent comme suit : i =1,...,M, j =1,...,N , et où: 27r Cl 1ù(ù1)m-(i-k) +1ù(ù1)m+(i-k) mù(iùk) m+(iùk ) = Am A Ak B.5. Un calcul des coefficients fk par résolution du système d'équations : E (swk +Sn~k)Jk =m=1,...,M (59) k=1 (58) -30 où m =1,...,M signifie que le vecteur m parcours toutes les valeurs de m =1 = (m =1,n-1) à m = M =(m = M,n =IV), où k = 1,...,K signifie que le vecteur parcours toutes les valeurs de = 1 = (k =1,1=1) à k=K=(k=K,l=L),etoù: 1sim=k, B.4.2. A smk = uk-2 wi JJS [vF (r) • vFk (F)] F,;, (r) di '. For the Neumann boundary conditions, the coefficients are: (55) coefficients of calculation -29 s, nk = v - 2 W- J Js [OF: (Y). OFk (Y)] F ,, i (r) di -2 Ak + m Ak B, + n B, x Y l = 4 vk, l AB (k + m4kWk + m, l + n + fl1 + n1JiWk + m , l + n) EmEn mn Ak + m Ak B1-n B, K x Y l + (k + m kWk + m, ln + 11l-nnlWil + m, In) Em n Am Bk l Ak + m Ak Bn 1 Bl (x YJ + k + m kWk + m, n-1 -77n-1 ~ lWk + m, nI Em Am B ,, Ak_mAk BI + n BI x Y + ((k-mkWk-m, 1 + n + L En En En Ak Ak BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI BI m4kWk-m, ln + nl-nnlWy km, ln EmEn ((km kWkx-m, n-1 ûrIn-111iWy km, n-1 Em xy ((mk kWm-k, l + n nl + nfllWm-k, l + n In (In-k kWmx -k, ln _11l-nnlWmy -k, ln In y (mk kWm-k, n-1 + nn-lnlWr-k, nI (56) Am Bn Am_kAk BI-n B, Am In sum (56), the components of the vector ï = (i, j) change as follows: i = 1, ... ,, j = 1, ..., N, the parameters uk2 ,, 4m, rin, Am and Bn and Em being previously described For the Dirichlet boundary conditions, the coefficients are: Smk 4Uk 2 Wi if [v) .VFk (Y)] F, (F) a 4 Uk 2 Wl, j {4i k ('8ù1-km + Si + k, m) (8j-1, n gj + l, n) (57) + 11j71 (Si-k, m ù (5i + k, m) (S j-1, n + (-j + I, n)} where the components of the vector i = (i, j) change as follows: i = 1, ..., M, j = 1, ..., N and where: ## EQU1 ## A calculation of the coefficients fk by solving the system of equations: E (swk + Sn ~ k) Jk = m = 1, ..., M (59) k = 1 (58) -30 where m = 1, .. ., M means that the vector m travels all the values of m = 1 = (m = 1, n-1) to m = M = (m = M, n = IV), where k = 1, ..., K means that the vector travels all values from = 1 = (k = 1,1 = 1) to k = K = (k = K, l = L), and where: 1sim = k,
Smk 0 dans les autres cas. Ainsi, le système d'équations linéaires (59) contient MN équations linéaires pour trouver les K L inconnus qui sont les Ki coefficients fi de la décomposition de f(r) en une série de fonctions Fi(F) selon la formule (36). Ce système peut être résolu au moyen d'un algorithme classique de Smk 0 in the other cases. Thus, the system of linear equations (59) contains MN linear equations to find the unknown K L which are the Ki coefficients fi of the decomposition of f (r) into a series of functions Fi (F) according to the formula (36). This system can be solved by means of a classical algorithm of
10 résolution des systèmes d'équations linéaires, telle une décomposition LU ( Low Upper Decomposition ) ou une décomposition SVD ( Singular Value Decomposition ). La référence bibliographique [9] donne une liste préférentielle de méthodes de résolution de système d'équations linéaires. B.6. Un calcul de la fonction f(F) à partir des coefficients fi obtenus à 15 l'issue de l'étape précédente, par l'utilisation de l'équation : ÎC f(r)=l fk Fk(F). (61) T Pour reconstruire les valeurs des échantillons d'une image f(x, y) sur la grille discrète {x,,y1 }, ou x; =iAx, i=0,...,Mû1 et y. = jAy, j = 0,...,N -1, pour les conditions limites de Neumann, la somme (61) s'effectue au moyen de la transformée cosinus, de préférence cosinus 20 rapide : 10 resolution of systems of linear equations, such as a decomposition LU (Low Upper Decomposition) or a decomposition SVD (Singular Value Decomposition). Bibliographic reference [9] gives a preferential list of system solving methods of linear equations. B.6. A calculation of the function f (F) from the coefficients fi obtained at the end of the preceding step, by the use of the equation: ## EQU1 ## Fk (F). (61) T To reconstruct the values of the samples of an image f (x, y) on the discrete grid {x ,, y1}, or x; = iAx, i = 0, ..., M1 and y. = jAy, j = 0, ..., N -1, for the Neumann boundary conditions, the sum (61) is effected by means of the cosine transform, preferably the fast cosine:
K \ ( îZ\ f(x,,y1)=1 coskiù Ak,/fk,lcos l~ k=1 mi N, K \ (Z f (x ,, y1) = 1 coskiù Ak, / fk, lcos l ~ k = 1 mi N,
i = 0,...,Mû1, j = 0,...,Nû1. Pour les conditions limites de Dirichlet, la somme (61) s'effectue au moyen de la transformée sinus, de préférence sinus rapide : (60) (62) -31 K / ' L 7 7rf(x;,y;)=E sin kiù EAk,rfk,,sin lj- k=1 M./ l=1 N ~ i = 0,...,M -1, j = 0,...,N -1. C. Une détermination, par l'unité 4, de la présence de singularités dans la phase comprenant les étapes C.1. à C.3. suivantes : C.1. Une formulation d'un seuil fs ; C.2. S'il existent des points r dans la région de support S où f(F) > fs, des singularités sont présentes dans la phase ; C.3. Si f(F)l< fs pour tout point r de S, les singularités sont absentes dans la phase. D. S'il n'y a pas de singularités, un calcul, par l'unité 4, d'une première estimation de la phase comprenant les étapes D.I. et D.2. suivantes: D.1. Un calcul du gradient de la phase selon l'équation (64), c'est-à- dire en prenant en compte seulement le premier terme de l'équation la formule (18) modifiée en mettant supposant f(i)0 pour tout 1 vee Y 21( SI Y, z Y Y Les composants du gradient sont calculés selon l'équation : -1 (i) 21() If afro )g Y,YO d:0 cl)y(F)= 21(r) fis 8I (r) g y (Y , Y0 ) dY 0 \ 0 I( Avec 1)X(7-) la composante selon l'axe X du gradient vcD(r) et composante selon l'axe Y du gradient V/c(@). Le résultat de l'insertion des équations (43) et (44) est, pour les conditions aux limites de Neumann : X ( a sin x J ) SI (x ) cos( x) dx d ~ x, y)= ~ (gym) fm (y,y0 o~yo m o a yo I(x,y) m=1 o o _ (66) 47c2, a -b (D)(x, y) = I(x, y) E sin(nn y) (f,, (x, xo) J SI (xo , yo) cos(i y0) dy0 dx0 Pour les conditions aux limites de Dirichlet, il suffit de réécrire (63) (64) (65) (D),(r) la -32 l'équation précédente en remplaçant la fonction cosinus par la fonction sinus et inversement. Les échantillons d'une image I(x,y) étant connus sur la grille discrète {xi,yj }1 ou x; =idx, i=0,...,Mû1 et yj = j 0y, j=0,...,Nû1, les intégraux 5 entre 0 et a = Mdx et entre 0 et b = NAy dans l'équation (66) sont, pour les conditions aux limites de Neumann, approximés par une somme : (re MùI Mù1 / 7r X(xi,yj)= Y/M 1 sin m 7t / ij Nù1 l f,n yj'@ ll jol &(xi,yjol /cos mùio -47LX 10 J I (xi , yj) m=1 v M jo=1 _ io=1 M - 47Ci -1 dx/N N-1 ( 7t \ M-1 ( ) - N-1 l ~Y (xi Y j) _ 1 sin nù j l f,, \xi' xio l 51(xio, yjo )cos Hi° I (xi, ) n=1 N io=1 _jo=1 Pour les conditions aux limites de Dirichlet, il suffit de réécrire l'équation précédente en remplaçant la fonction cosinus par la fonction sinus et inversement. 10 Ces équations montrent que, pour calculer le gradient de la phase, on effectue les opérations suivantes, pour les conditions aux limites respectivement de Neumann ou de Dirichlet : une transformée respectivement de cosinus ou de sinus appliquée sur la dérivée de l'intensité 8I(ro,z), puis, 15 sur le résultat de cette transformée, une application d'un filtre fm (y, yo) ou Mx, ) 0dans le domaine spatial, puis - sur le résultat de ce filtrage, une application d'une transformée respectivement de sinus ou de cosinus, puis - une division par l'intensité I(r). 20 D.2. Un calcul de la première estimation de la phase MF) par intégration sur la surface S du gradient de le phase V (r) selon l'équation : (F)= J J,4 vcp(i0) vrog(r,F0)di0 . (68) En termes des composants du gradient V (xo,yo) de la phase, la première estimation de la phase est calculée, pour les conditions aux limites 25 de Neumann, selon l'équation : (67) (70) -33- E COS(4mx) Jfä2(y,yo) ~EDxo(xo,y0)sin(4mxo)dx0 dyo a m=~ o a - 41L/i -1 0o _ b a (69) -' a b + V cos(rin y) Jf, (x, xo) J x dx Yo( ,y0)sin(rny0)dy0 0 o o _ Avec c>px,(xo,yo) la composante selon l'axe X du gradient de la phase VO(xo,y0) en r0 et (Dyo(x0,y0) la composante selon l'axe Y du gradient de la phase V'1(x0,y0) en ro. Pour les conditions aux limites de Dirichlet, il suffit de réécrire l'équation précédente en remplaçant la fonction cosinus par la 5 fonction sinus et inversement. A partir des données cx (xi, y;) et y (xi, y,) obtenues par l'équation (67), la première estimation de la phase est en pratique calculée, pour les conditions aux limites de Neumann, selon l'équation : Pour les conditions aux limites de Dirichlet, il suffit de réécrire 10 l'équation précédente en remplaçant la fonction cosinus par la fonction sinus et inversement. Ces équations montrent que, pour calculer la première estimation de la phase, on effectue les opérations suivantes pour les conditions aux limites respectivement de Neumann ou de Dirichlet : 15 - une transformée respectivement de sinus ou de cosinus appliquée sur le gradient de la phase, puis, - sur le résultat de cette transformée, une application d'un filtre f,n (y,yo) ou ffy(x,x0)dans le domaine spatial, puis - sur le résultat de ce filtrage, une application d'une transformée 20 respectivement de cosinus ou de sinus. L'homme de l'art reconnaîtra que l'étape D correspond au procédé selon WO 2006/082327. U n=1 4~j l Mù1 ( ù \ Nù1 y 01 \xi,yj ) sin mùi fm yj yjo M m=1 M / Jo=1 47i%, -1 Ax Nù1 ( \ Mù1 + E sin nùj Efy(xi,xio) N n=1 \ N / io=1 V CI) xo (xi° , Yi COS m ù i0 0=1 M N-1 ( 7 E ~vo (xi0,yjo )cos nù j0 jo=1 N / - 34 û E. S'il n'y a pas de singularités, la phase totale est définie par l'unité 4 comme étant égale à la première estimation de la phase MF) calculée à l'étape D. F. S'il y a des singularités, la première estimation de la phase est calculée par l'unité 4 selon les étapes F.1. et F.2. suivantes : F.1. Un calcul du gradient de la phase, en utilisant la fonction 8I(F)- [ 12(F)û1,(r) ]/Oz et la fonction f(F), obtenue à l'étape B, selon l'équation : vo(r 27r ' SI r r r )d (71) I(r) $$ f(ro) VG(F,ro)d . Pour calculer les composantes (DX(x,, yj) selon l'axe X et c y(x,, yj) selon l'axe Y du gradient V (x, y), sur la grille discrète 1 x;, yj }e S, ce calcul prend la forme suivante pour les conditions aux limites de Neumann: -47m. ay MM1 / \ N1 (DX(x,,yj)= E sin mùi EfY(yi yj0) Ix, , Yi m=1 \ M / ia=1E SI(xio,yjo) cos 10=1( ir m ù 10 M _ Nù1 ( Mù1 ?~/N 1 sin n _ J EfY(x1,xj I x;,Y; n=1 \ N io=1 Nù1 E f(xb,yjo)cos n Njo _la (72) (Dy(Xi,Y Nù1 Nù1 E sin n- j1 f fY(xl,x,o) Y 6I(x,0,yio)cos nNJoJ J a lo n=1 \ N i =1 =1 ù 4e -'Ax/N I(x;,yi) û 2Ay/M M -1 I(Xi , yj) m=1 N-i 7r sin ~m M i~ fm (Yi ~Yio) E f(xio Yio ) cos ~m m io m-i lo =1 b =1 Pour les conditions aux limites de Dirichlet, il suffit de réécrire l'équation précédente en remplaçant la fonction cosinus par la fonction sinus et inversement. i = 0, ..., M1, j = 0, ..., N1. For the Dirichlet boundary conditions, the sum (61) is effected by means of the sinus transform, preferably the fast sinus: (60) (62) -31 K / 'L 7 7rf (x;, y;) = E sin kiu EAk, rfk ,, sin lj-k = 1 M. / l = 1 N ~ i = 0, ..., M -1, j = 0, ..., N -1. C. A determination, by the unit 4, of the presence of singularities in the phase comprising the steps C.1. at C.3. following: C.1. A formulation of a threshold fs; C.2. If there are points r in the support region S where f (F)> fs, singularities are present in the phase; C.3. If f (F) l <fs for every point r of S, the singularities are absent in the phase. D. If there are no singularities, a calculation, by the unit 4, of a first estimate of the phase comprising the steps D.I. and D.2. following: D.1. A calculation of the phase gradient according to equation (64), ie taking into account only the first term of the equation, the modified formula (18) assuming f (i) 0 for all 1 vee Y 21 (SI Y, z YY The components of the gradient are calculated according to the equation: -1 (i) 21 () If afro) g Y, Y 0 d: 0 cl) y (F) = 21 (r) fis 8I (r) gy (Y, Y0) dY 0 \ 0 I (With 1) X (7-) the component along the X axis of the gradient vcD (r) and component along the Y axis of the gradient V / c (@). The result of the insertion of equations (43) and (44) is, for the boundary conditions of Neumann: X (a sin x J) SI (x) cos (x) dx d ~ x, y) = ~ ( fm (y, y0 o ~ yo moa yo I (x, y) m = 1 oo _ (66) 47c2, a -b (D) (x, y) = I (x, y) E sin (nn y) (f ,, (x, xo) J SI (xo, yo) cos (i y0) dy0 dx0 For the Dirichlet boundary conditions, simply rewrite (63) (64) (65) (D), (r) the previous equation by replacing the cosine function with the sine function and vice versa, the samples of an image I (x, y) being known on the discrete grid {xi, yj} 1 or x; idx, i = 0, ..., Mû1 and yj = j 0y, j = 0, ..., Nû1, the integrals 5 between 0 and a = Mdx and between 0 and b = NAy in equation (66) are, for the boundary conditions of Neumann, approximated by a sum: (re Mii Mi1 / 7r X (xi, yj) = Y / M 1 sin m 7t / ij N1lf, n yj '@ ll jol & (xi, yjol / cos muiio -47LX 10 JI (xi, yj) m = 1 v M jo = 1-io = 1 M-47Ci -1 dx / N N-1 (7t \ M-1 () - N-1 l ~ Y (xi Y j) _ 1 sin nù jlf ,, \ xi 'xio l 51 (xio, yjo) cos Hi ° I (xi,) n = 1 N io = 1 _jo = 1 For the Dirichlet boundary conditions, simply rewrite the previous equation by replacing the cosine function by the sine function and vice versa. These equations show that, in order to calculate the gradient of the phase, the following operations are carried out for the boundary conditions respectively of Neumann or Dirichlet: a respectively cosine or sine transform applied on the derivative of the intensity 8I ( ro, z), then, on the result of this transform, an application of a filter fm (y, yo) or Mx, in the space domain, then on the result of this filtering, an application of a transformed respectively of sine or cosine, then - a division by the intensity I (r). 20 D.2. A calculation of the first estimate of the MF phase) by integration on the surface S of the gradient of the phase V (r) according to the equation: (F) = J J, 4 vcp (i0) vrog (r, F0) di0. (68) In terms of the phase V (xo, yo) components of the phase, the first estimate of the phase is calculated, for the Neumann boundary conditions, according to the equation: (67) (70) -33 - E COS (4mx) Jfä2 (y, yo) ~ EDxo (xo, y0) sin (4mxo) dx0 dy am = ~ oa - 41L / i -1 0o _ ba (69) - 'ab + V cos (rin y ) Jf, (x, xo) J x dx Yo (, y0) sin (rny0) dy0 0 oo _ With c> px, (xo, yo) the component along the X axis of the gradient of the phase VO (xo, y0) in r0 and (Dyo (x0, y0) the component along the Y axis of the gradient of the phase V'1 (x0, y0) in ro For the boundary conditions of Dirichlet, it suffices to rewrite the equation by replacing the cosine function with the sine function and vice versa, from the data cx (xi, y) and y (xi, y) obtained by equation (67), the first estimate of the phase is in calculated practice, for the boundary conditions of Neumann, according to the equation: For Dirichlet boundary conditions, simply rewrite 10 the previous equation replacing the cosine function with the sine function and vice versa. These equations show that, in order to calculate the first estimate of the phase, the following operations are carried out for the Neumann or Dirichlet boundary conditions respectively: a sinus or cosine transform respectively applied on the gradient of the phase, and then - on the result of this transform, an application of a filter f, n (y, yo) or ffy (x, x0) in the spatial domain, then - on the result of this filtering, an application of a transform 20 cosine or sine respectively. Those skilled in the art will recognize that step D corresponds to the method according to WO 2006/082327. U n = 1 4 ~ jl Mu1 (ù \ Nù1 y 01 \ xi, yj) sin mùi fm yj yjo M m = 1 M / Jo = 1 47i%, -1 Ax Nù1 (\ Mù1 + E sin nùj Efy (xi , xio) N n = 1 \ N / io = 1 V CI) xo (xi °, Yi COS m ù i0 0 = 1 M N-1 (7 E ~ vo (xi0, yjo) cos n0 j0 jo = 1 N / - 34 - E. If there are no singularities, the total phase is defined by unit 4 as equal to the first estimate of the MF phase calculated in step DF. singularities, the first estimate of the phase is calculated by the unit 4 according to the following steps F.1 and F.2: F.1 A calculation of the gradient of the phase, using the function 8I (F) - [12 (F) û1, (r)] / Oz and the function f (F), obtained in step B, according to the equation: vo (r 27r 'SI rrr) d (71) I (r) $$ f (ro) VG (F, ro) d) To calculate the components (DX (x ,, yj) along the X axis and cy (x ,, yj) along the Y axis of the V (x, y) on the discrete 1 x ;, yj} e S grid, this calculation takes the following form for the Neumann boundary conditions: -47m ay MM1 / \ N1 (DX ( x ,, yj) = E sin mùi EfY (yi yj0) Ix,, Yi m = 1 \ M / ia = 1E SI (xio, yjo) cos 10 = 1 (ir m ù 10 M _ Nù1 (Mù1? ~ / N 1 sin n _ J EfY (x1, xj I x;, Y; ## EQU1 ## 0, yio) cos nNJoJ J a lo n = 1 \ N i = 1 = 1 ù 4e -'Ax / NI (x;, yi) û 2Ay / MM -1 I (Xi, yj) m = 1 Ni 7r sin ~ m M i ~ fm (Yi ~ Yio) E f (xio Yio) cos ~ mm io mi lo = 1 b = 1 For the boundary conditions of Dirichlet, it is sufficient to rewrite the previous equation by replacing the cosine function with the sine function and vice versa.
Ces équations montrent que, pour calculer le gradient de la phase, on effectue les opérations suivantes: - un calcul d'un premier terme qui ne dépend pas de l'existence de singularités, ce calcul comprenant pour les conditions aux limites respectivement de Neumann ou de Dirichlet : - 35 une transformée respectivement de cosinus ou sinus appliquée sur la dérivée de l'intensité, puis, ^ sur le résultat de cette transformée, une application d'un filtre fm (y,yo) ou fy(x,xo) dans le domaine spatial, puis ^ sur le résultat de ce filtrage, une application d'une transformée respectivement de sinus ou de cosinus, puis une division par les valeurs I(r) de l'intensité. - un calcul d'un deuxième terme qui dépend de l'existence de singularités, le calcul du deuxième terme comprenant pour les conditions aux limites respectivement de Neumann ou de Dirichlet ^ une transformée respectivement de cosinus ou sinus appliquée sur la fonction de singularités, puis, ^ sur le résultat de cette transformée, une application d'un filtre fm (y, yo) ou f r (x,xo) dans le domaine spatial, puis ^ sur le résultat de ce filtrage, une application d'une transformée respectivement de sinus ou de cosinus, puis une division par les valeurs I(F) de l'intensité. - une addition du premier terme avec le deuxième terme. 20 F.2. Un calcul de la première estimation de la phase çl(r) par intégration sur la surface S du gradient de le phase \(D(F) selon l'équation : 01 (F.)- f JS VcD(r0).\7g(F,F0)~0 . (73) Ce calcul de ql(F) est réalisé au moyen des formules données à 25 l'étape D.2., avec toutefois des valeurs du gradient de la phase qui sont calculées par les équations de l'étape F.1. et qui diffèrent donc des valeurs du gradient de la phase de l'étape D.I. G. S'il y a des singularités, un calcul par l'unité 4 des positions et des signes des singularités selon les étapes G.I. à G.3. suivantes : 30 G.I. Une recherche sur la surface S, c'est à dire le plan (x, y), des -36ùrégions où f(F) fs ; These equations show that, in order to calculate the gradient of the phase, the following operations are carried out: a calculation of a first term which does not depend on the existence of singularities, this calculation comprising for the boundary conditions respectively of Neumann or of Dirichlet: - 35 a cosine or sine transform respectively applied on the derivative of the intensity, then, on the result of this transform, an application of a filter fm (y, yo) or fy (x, xo) in the space domain, then on the result of this filtering, an application of a sine or cosine transform, respectively, and a division by the intensity values I (r). a calculation of a second term which depends on the existence of singularities, the calculation of the second term comprising, for the boundary conditions respectively of Neumann or Dirichlet, respectively a cosine or sine transform applied to the singularities function, and on the result of this transform, an application of a filter fm (y, yo) or fr (x, xo) in the spatial domain, then on the result of this filtering, an application of a transform respectively of sine or cosine, then a division by the I (F) values of the intensity. an addition of the first term with the second term. 20 F.2. A calculation of the first estimate of the phase çl (r) by integration on the surface S of the gradient of the phase ((D (F) according to the equation: 01 (F) - f JS VcD (r0). (F, F0) ~ 0. (73) This calculation of q1 (F) is carried out using the formulas given in step D.2., But with phase gradient values which are calculated by the equations of step F.1 and which therefore differ from the values of the gradient of the phase of the step DIG If there are singularities, a calculation by the unit 4 of the positions and signs of the singularities according to the steps GI to G.3: 30 GI A search on the surface S, that is to say the plane (x, y), of -36u regions where f (F) fs;
G.2. Une détermination des barycentres de ces régions. Les centres des régions ainsi déterminés sont les coordonnées des singularités, r, , G.2. A determination of the centers of gravity of these regions. The centers of the regions thus determined are the coordinates of the singularities, r,,
G.3. Une détermination des signes des f(F,). Ces signes sont les signes des singularités présentes aux points F, _ (x,, y,) ; Les singularités sont localisées dans les points où f(F) n'est pas zéro et supérieur en valeur absolue au seuil fS : la position du maximum local ou du minimum local, ou la position du centre de gravité de f(F) peut servir G.3. A determination of the signs of f (F,). These signs are the signs of the singularities present at the points F, _ (x, y,); The singularities are localized in the points where f (F) is not zero and superior in absolute value to the threshold fS: the position of the local maximum or the local minimum, or the position of the center of gravity of f (F) can serve
comme l'indication de la position d'une singularité de phase. La singularité est positive [typiquement co(r,)=27r], si f(r,)>0, et négative [typiquement co(;) _ -2Tr ], si f (F,) < 0 . as the indication of the position of a phase singularity. The singularity is positive [typically co (r,) = 27r], if f (r,)> 0, and negative [typically co (;) _ -2Tr], if f (F,) <0.
L est le nombre de singularités identifiées dans S. H. S'il y a des singularités, un calcul par l'unité 4 de la phase harmonique ex, y) en utilisant les positions et les signes des singularités calculés à L is the number of singularities identified in S. H. If there are singularities, a calculation by unit 4 of the harmonic phase ex, y) using the positions and the signs of the singularities calculated at
l'étape G, au moyen de la somme sur toutes les singularités : x(x,Y)=ùE w(F,) JJs °'og(Fo,Fr)XO.,g(F,Fo)] dFo Le calcul de la phase harmonique x(F) en un point F comprend donc step G, by means of the sum over all the singularities: x (x, Y) = ùE w (F,) JJs ° 'og (Fo, Fr) XO., g (F, Fo)] dFo The calculation of the harmonic phase x (F) at a point F therefore comprises
le calcul d'une série, sur toutes les singularités, de la valeur de la singularité multipliée par une intégrale sur la surface S d'un produit de gradients de la fonction de Green. On remarque que la transformée intégrale et le calcul de x(x, y) the computation of a series, on all the singularities, of the value of the singularity multiplied by an integral on the surface S of a product of gradients of the function of Green. Note that the integral transform and the calculation of x (x, y)
dépend du nombre et des signes des singularités, mais ne dépend pas des valeurs d'intensité I (F) et de la dérivée de l'intensité BI(F )= aI(F ,z)/az Le calcul de cette somme est réalisé, dans le cas où la fonction de Green g(F, Fo) est une série de fonctions propres (F,b(FF) Fm (FO )) de l'équation depends on the number and the signs of the singularities, but does not depend on the intensity values I (F) and the derivative of the intensity BI (F) = aI (F, z) / az The calculation of this sum is realized , in the case where the function of Green g (F, Fo) is a series of eigenfunctions (F, b (FF) Fm (FO)) of the equation
différentielle de Helmholtz à deux dimensions, par l'équation suivante : Lù1 x(x,Y)= w(Fi)Tr [wY(Y1,x1)wY(x,Y)-wY(x1,y1)wY(Y,x)], (74) r=o -37 où Tr est la trace d'une matrice, co(r,)= 27r est la valeur de la singularité dans un point r', =(x/,y/), L est le nombre total des singularités identifiés dans l'image de phase : L/2 singularités positives et L/2 singularités négatives. two-dimensional Helmholtz differential, by the following equation: L1 x (x, Y) = w (Fi) Tr [wY (Y1, x1) wY (x, Y) -wY (x1, y1) wY (Y, x)], (74) r = o -37 where Tr is the trace of a matrix, co (r,) = 27r is the value of the singularity in a point r ', = (x /, y /), L is the total number of singularities identified in the phase image: L / 2 positive singularities and L / 2 negative singularities.
Les composantes W,nr n (v,u) des matrices W" (v,u) sont, pour les conditions aux limites de Neumann : 1 W', n (v,u) = Am n cos(rinv) [ ((m +in )sinh(nyir) 1-I x{~n si.nh(ny7r)sin( mu)+4m [COSh(U_fly)_(_1)m cosh(îu) I }, (75) m =1,...,M -1, n =1,...,Nû1, m étant l'indice de ligne de la matrice WY (v,u), n étant l'indice de colonne de la matriceW'(v,u), v et u pouvant prendre pour valeur par exemple x,, y,, x, ou y. En remplaçant dans cette équation y par )7, on obtient l'expression des composantes des matrices W n (v, u) . On a y = a/b , ÿ = b/a , M = a/Ax , N = b/Ay, = m7r/a , Ax et Ay sont les dimensions d'un point dans l'image. De même, pour les conditions aux limites de Dirichlet : Wm n (v,u)= Am n sin(rinv) [ (4m +11,2)sinh(ny7r) x {Tin sinh(ny7r) cos(mu)+ m [ sinh(rinu û nyir)û (û1)m sinh(rinu) J }, (76) m =1,...,Mû1, n =1,...,Nû1, En pratique, dans les conditions aux limites de Dirichlet, la phase 15 harmonique X(r) est posée comme étant sensiblement nulle. I. S'il y a des singularités, un regroupage des singularités en couples de singularités par l'unité 4, les singularités d'un couple ayant des valeurs de signes opposés, selon les étapes I.1. à I.7. suivantes : 20 I.1. Déterminer les régions continues de faible intensité (c'est-à-dire pour lesquelles IO<IS, où I, est un seuil d'intensité positif) contenant la même quantité de singularités positives que de singularités négatives. Ceci est possible car les lignes de faible intensité sont caractéristiques des sauts importants de la 25 topographie de surface de l'objet 6 imagé, entraînant une réflexion -38 quasi-nulle dans la direction de la caméra. Ces sauts sont aussi caractérisés par la présence pour chaque singularité de son homologue avec le signe opposé ; I.2. Pour une de ces régions, construire une ligne d'encrage ( skeleton ) contenue dans S et dont la longueur est minimum, qui ne sort pas de la région, et qui passe par toutes les singularités (tant positives que négatives) de la région; I.3. Pour la même région qu'à l'étape I.2., à partir d'une singularité initiale appartenant à la région, construire sur la surface S une ligne de coupure (aussi appelée chemin de coupure) reliant cette singularité initiale à une singularité finale appartenant à la région. Par construction de la ligne de coupure, on entend pas nécessairement pour chaque couple un affichage graphique de cette ligne, mais plutôt de préférence une détermination de coordonnées d'un ensemble de points formant sur la surface S la ligne de coupure reliant la singularité initiale à la singularité finale. Les singularités d'un couple sont de signes opposés, c'est-à-dire qu'elles ont des valeurs de signes opposés. Les lignes de coupure sont les ruptures de continuité de la phase. La ligne de coupure est une partie de la ligne d'ancrage de cette région. Le long de la ligne de coupure, entre les singularités initiale et finale, peuvent être intercalées des singularités intermédiaires. Un compteur est défini comme ayant une valeur égale, au niveau de la singularité initiale, à l'ordre de la singularité initiale, et s'incrémentant le long de la ligne de coupure d'une valeur +1 pour chaque singularité positive d'ordre 1 rencontrée et d'une valeur -1 pour chaque singularité négative d'ordre 1 rencontrée. La singularité finale est la première singularité de signe opposé à la singularité initiale pour laquelle la valeur du compteur est nulle. Par exemple : si toutes les singularités sont d'ordre 1, et si la singularité initiale est positive, et que les deux singularités voisines de la singularité initiale le long de la ligne d'encrage sont deux singularités positives, il faut que la ligne d'encrage passe par les deux singularités positives puis encore par trois singularités négatives, la troisième de ces singularités négatives 292231 6 -39 le long de la ligne d'ancrage à partir de la singularité initiale étant la singularité finale; autrement dit la ligne de coupure du couple passe, entre les singularités du couple, par autant de singularités positives d'ordre 1 que de singularités négatives d'ordre 1. 5 I.4. Marquer les singularités initiale et finale comme reliées en couple ; I.S. Itérer les étapes I.3. et I.4. jusqu'à ce que toutes les singularités appartenant à la région soient reliées en couple; I.6. Répéter les étapes I.2. à I.S. pour toutes les régions d'intensité 10 faible; I.7. Organiser les liens en couple entre les singularités sous forme d'un tableau comportant les signes, les positions, et les liens entre les singularités reliées et le stocker dans la mémoire de l'unité 4. Les singularités appartenant au même couple seront par la suite 15 numérotées par les indices i , où c=0,...,L/2û1 est le numéro du couple, i = {0,1 } est le numéro d'une singularité dans le couple. Les valeurs des singularités sont représentés par w ( i ; ) , où _ (x, ;, y, ) est l'emplacement d'une singularité appartenant au couple c. Par définition w(r, J=ùw(r, ), car sont liées les singularités de signes opposés. Les 20 liens entre les singularités de signes opposés et l'orientation du chemin de coupure seront représentés par l'ensemble R , _ { Rc i , Oc , }, où c =0,...,L/2 -1 est le numéro du couple, j = 0,...,J. -1, J, étant le nombre de points de coordonnées k ,j dans la région de support S par lesquels passe le chemin de coupure 'entre les singularités (i.e. entre les points 25 r, et r, ) appartenant au couple avec le numéro c. Dans chaque point Rc, appartenant à l'ensemble Rc, l'orientation du chemin de coupure est représentée sous forme du vecteur Ô.,. Ce vecteur Ôc, est tangent au chemin de coupure et est orienté dans la direction du parcours le long du chemin depuis la singularité positive vers la singularité négative ; 30 .3. S'il y a des singularités, un calcul par l'unité 4 de la phase cachée x(@) -40 selon l'équation suivante : x (@) = LEl E 2 co(r,<.; ) gv (u, y ; rr<.; ) du û Jgx (x, v ; @r<,;)dv c=o r=o 0 0 gx (x, v ; ) étant la dérivée première de la fonction de Green g(F, r, ; par rapport à la composante x, avec rv = (x,v), et gy(u, y ; r, ) étant la dérivée première de la fonction de Green g(ru,r, ;) par rapport à la composante y, avec ru = (u, y). The components W, nr n (v, u) of matrices W "(v, u) are, for the boundary conditions of Neumann: 1 W ', n (v, u) = Am n cos (rinv) [(( m + in) sinh (nyir) 1-I x {~ n si.nh (ny7r) sin (mu) + 4m [COSh (U_fly) _ (_ 1) m cosh (iu) I}, (75) m = 1 , ..., M -1, n = 1, ..., Nû1, where m is the row index of the matrix WY (v, u), n being the column index of the matrix W '(v, u), v and u being able to take for value for example x ,, y ,, x, or y. By replacing in this equation y by) 7, one obtains the expression of the components of matrices W n (v, u). We have ay = a / b, ÿ = b / a, M = a / Ax, N = b / Ay, = m7r / a, Ax and Ay are the dimensions of a point in the image. boundary conditions of Dirichlet: Wm n (v, u) = Am n sin (rinv) [(4m + 11,2) sinh (ny7r) x {Tin sinh (ny7r) cos (mu) + m [sinh (rinu û nyir) û (û1) m sinh (rinu) J}, (76) m = 1, ..., Mû1, n = 1, ..., Nû1, In practice, under the Dirichlet boundary conditions, the phase Harmonic X (r) is posited as being substantially zero. There are singularities, a grouping of the singularity singularity singularities by the unit 4, the singularities of a pair having opposite sign values, according to the steps I.1. at I.7. following: 20 I.1. Determine the low intensity continuous regions (ie for which IO <IS, where I, is a positive intensity threshold) containing the same amount of positive singularities as negative singularities. This is possible because the low intensity lines are characteristic of the large jumps in the surface topography of the imaged object 6, resulting in almost-zero reflection in the direction of the camera. These jumps are also characterized by the presence for each singularity of its counterpart with the opposite sign; I.2. For one of these regions, construct an inking line (skeleton) contained in S and whose length is minimum, which does not leave the region, and which passes through all the singularities (both positive and negative) of the region; I.3. For the same region as in step I.2., From an initial singularity belonging to the region, construct on the surface S a cut line (also called cutoff path) connecting this initial singularity to a singularity final belonging to the region. By construction of the cut line is not necessarily meant for each pair a graphic display of this line, but rather preferably a determination of coordinates of a set of points forming on the surface S the cutoff line connecting the initial singularity to the final singularity. The singularities of a couple are of opposite signs, that is, they have opposite sign values. Break lines are breaks in continuity of the phase. The cut line is a part of the anchor line of this region. Along the cut line, between the initial and final singularities, intermediate singularities may be interspersed. A counter is defined as having an equal value, at the level of the initial singularity, at the order of the initial singularity, and incrementing along the cutoff line by a value +1 for each positive order singularity. 1 encountered and a value -1 for each negative singularity of order 1 encountered. The final singularity is the first sign singularity opposite to the initial singularity for which the counter value is zero. For example: if all the singularities are of order 1, and if the initial singularity is positive, and the two singularities neighboring the initial singularity along the inking line are two positive singularities, it is necessary that the line d Inking passes through the two positive singularities and then again through three negative singularities, the third of these negative singularities along the anchor line from the initial singularity being the final singularity; in other words, the breaking line of the couple passes between the singularities of the pair by as many positive singularities of order 1 as of negative singularities of order 1. 5 I.4. Mark the initial and final singularities as paired; I. S. Iterate steps I.3. and I.4. until all the singularities belonging to the region are connected in pairs; I.6. Repeat steps I.2. at I.S. for all regions of low intensity; I.7. Organize the links in pairs between the singularities in the form of a table including the signs, the positions, and the links between the connected singularities and store it in the memory of the unit 4. The singularities belonging to the same couple will be thereafter Numbered by indices i, where c = 0, ..., L / 2û1 is the number of the pair, i = {0,1} is the number of a singularity in the pair. The values of the singularities are represented by w (i;), where _ (x,;, y,) is the location of a singularity belonging to the pair c. By definition w (r, J = ùw (r,), because the singularities of opposite signs are related, the links between the singularities of opposite signs and the orientation of the cleavage path will be represented by the set R, _ { Rc i, Oc,}, where c = 0, ..., L / 2 -1 is the number of the pair, j = 0, ..., J. -1, where J is the number of coordinate points k , j in the support region S through which the cut-off path between the singularities (ie between the points r 1 and r 1) belonging to the pair with the number c passes in each point Rc belonging to the set Rc the orientation of the clipping path is represented as the vector Ô, which vector Ôc, is tangent to the clipping path and is oriented in the direction of the path along the path from the positive singularity to the negative singularity; If there are singularities, a calculation by the unit 4 of the hidden phase x (@) -40 according to the following equation: x (@) = LEl E 2 co (r, <; gv (u, y; rr <;) of û Jgx (x, v; @r <,;) dv c = o r = o 0 0 gx (x, v; ) being the first derivative of the function of Green g (F, r, with respect to the component x, with rv = (x, v), and gy (u, y; r,) being the first derivative of the function of Green g (ru, r,;) with respect to the component y, with ru = (u, y).
Le calcul de la phase cachée en un point r de la surface comprend donc : pour chaque couple d'indice c, le calcul d'une fonction de couple _x y Jgy (u, y ; rr<.;) du û Jgx (x, v ; rr<.;) dv 0 0 - une somme, sur tous les couples de singularités, d'un opérateur de couple Q (,r, )) applique aux fonctions de couple w(@@, ,, Pour le couple d'indice c, le calcul de la fonction de couple w(@,@, o,@, comprend un calcul d'une série, sur toutes les singularités du couple, de la valeur de la singularité w(@, ) multipliée par : une différence entre une première intégrale, selon la coordonnée x, de la dérivée première, selon la deuxième coordonnée y, de la fonction de Green, et une deuxième intégrale, selon la deuxième coordonnée y, de la dérivée première, selon la première coordonnée x, de la fonction de Green. On remarque que le calcul de x(@) dépend du nombre et des signes The calculation of the hidden phase at a point r of the surface therefore comprises: for each pair of index c, the computation of a torque function _x y Jgy (u, y; rr <;) of the û Jgx (x , v; rr <;) dv 0 0 - a sum, over all pairs of singularities, of a torque operator Q (, r,)) applies to the torque functions w (@@, ,, For the couple of index c, the computation of the torque function w (@, @, o, @, includes a calculation of a series, on all the singularities of the pair, of the value of the singularity w (@,) multiplied by : a difference between a first integral, according to the x-coordinate, of the first derivative, according to the second coordinate y, of the function of Green, and a second integral, according to the second coordinate y, of the first derivative, according to the first coordinate x, of the function of Green We note that the calculation of x (@) depends on the number and the signs
des singularités, mais ne dépend pas des valeurs d'intensité I (F) et de la dérivée de l'intensité 8I(@ )= aI(@ ,z)/az . Dans le cas où la fonction de Green g(@,@0) est une série de fonctions propres (F,, (@) F,, (Fo de l'équation différentielle de Helmholtz à deux dimensions, x(FF) est calculée selon l'équation : (77) -41 L1~1 çà, co\Yi,,; / ex, xi c=0 i=0 m>0 n>0 l +b-'yH(xùx,.,)ùa lx H(Yùy1c,,)}) Dans cette équation, i n'a donc que deux valeurs possibles : 0 ou 1. L est le nombre total des singularités identifiés dans l'image de phase : typiquement L/2 singularités positives et L/2 singularités négatives d'ordre 1, H(x û x, ) est une fonction marche (aussi appelée fonction de Heaviside) 5 centrée sur = 0, et H(y û y, ;) est une fonction marche (aussi appelée fonction de Heaviside) centrée sur .yû y, = 0 . Dans le cas des conditions aux limites de Neumann : FäY (y, Yi,,; ) = û [ sinh(mÿir) -1 x [H(yûy, )sih(mÿ7c û my) cosh((myrc.., ) û H(y,; û y)cosh(m)77r m)4,, )sinhmy) ], î' (x,x, )=û[sinh(nyr)] x [ H(xûx, ; )sinh(nyir ûrinx)cosh(rinx, ) û H(x, ûx)cosh(ny7r ûr)nxl ; )sinh(rhix) ]. Q' (Y, Y/, )= 2 (n7r) -1 sin(r1ny) cos(rinyr ), (80) n où H(x û x, ), H(x, ûx), sont des fonctions de Heaviside centrées sur 10 = 0, H(y - y, ;), et H(y, ; ûy) sont des fonctions de Heaviside centrées sur y û y, = 0 . Pour les conditions aux limites de Dirichlet : Fm (Y, Y,, , ) = û [ sinh(m@7r) x { H(yûY, )cosh(mÿrc ûmY)sinh(mY,., ) û H(y, û y)sinh(mgir )cosh(my) ], Fy (x' ) _ û [ sinh(nyir) ] -' x [ H(x )cosh(nyir ûr)nx) sinh(ri,,x,, ) û H(x, ; ûx)sinh(nyir ûnnx, )cosh(nnx) ], ) F y (Y,Y, , ) û Q n (Y,Y, ) Fr (x' x, ,; ) (78) (79) Q>n(x,xl,; )= 2 (mir)-'sin( mx)cos( mx, )' (81) 2922316 -42 singularities, but does not depend on the intensity values I (F) and the intensity derivative 8I (@) = aI (@, z) / az. In the case where the Green function g (@, @ 0) is a series of eigenfunctions (F ,, (@) F ,, (Fo of the two-dimensional Helmholtz differential equation, x (FF) is computed according to the equation: (77) -41 L1 ~ 1 çà, co \ Yi ,,; ex, xi c = 0 i = 0 m> 0 n> 0 l + b-'yH (xùx,.,) ùa In this equation, therefore, i has only two possible values: 0 or 1. L is the total number of singularities identified in the phase image: typically L / 2 positive and L-singularities. / 2 negative singularities of order 1, H (x û x,) is a walk function (also called Heaviside function) 5 centered on = 0, and H (y û y,;) is a function on (also called function of Heaviside) centered on .yu y, = 0. In the case of Neumann boundary conditions: FyY (y, Yi ,,;) = û [sinh (mÿir) -1x [H (yyy,) sih (mÿ7c my my) cosh ((myrc ..,) û H (y, y) cosh (m) 77r m) 4 ,,) sinhmy)], i '(x, x,) = û [sinh (nyr) ] x [H (xxx,;) sinh (nyir ûrinx) cosh (rinx,) û H (x, ûx) cosh (ny7r ûr ) nxl; ) sinh (rhix)]. Q '(Y, Y /,) = 2 (n7r) -1 sin (r1ny) cos (rinyr), (80) n where H (x - x,), H (x, xx), are functions of Heaviside centered on 10 = 0, H (y - y,), and H (y, yy) are Heaviside functions centered on y - y, = 0. For the boundary conditions of Dirichlet: Fm (Y, Y ,,,) = û [sinh (m @ 7r) x {H (yyY,) cosh (mÿrc ûmY) sinh (mY,.,) Û H (y, û y) sinh (mgir) cosh (my)], Fy (x ') _ û [sinh (nyir)] -' x [H (x) cosh (nyir ûr) nx) sinh (ri ,, x ,,) û H (x,; ûx) sinh (nyir ûnnx,) cosh (nnx)],) Fy (Y, Y,) û Q n (Y, Y) Fr (x 'x,,;) (78 ) (79) Q> n (x, x1,) = 2 (mir) - 'sin (mx) cos (mx,)' (81) 2922316 -42
Qm x, )= 2 (m7r) 1 COS(mx) SjI1(mxl r ), Qn (y, y, )= 2 (na)-1 cos(riny) sin(riny1,), où H(x ù x, ), H(x, ; ù x), sont des fonctions de Heaviside centrées sur x ù x, , =0, Myù y,), et H(y,, ù y) sont des fonctions de Heaviside centrées sur yù y, = 0 . Dans ces équations, l'opérateur S2 ( w(F,r, o,)) représente une opération, appliquée à une fonction w(r,r, J, de placement des chemins de coupure entre les deux singularités appartenant au couple d'indice c qui se situent dans les points r, o et i, . Cette opération contient les étapes suivantes : 1. Calculer le gradient spatial modulo 27r de la fonction de couple w(r,r, p,r, ). L'opération modulo 27r signifie que chaque valeur des composantes du gradient de la fonction w(7,,) (une dérivée première de w(F,r, ,@, ) par rapport à x et une dérivée première de w(@,@, 0,F1 ) par rapport à y) est ramenée à l'intervalle [û7r,7r] par l'addition ou la soustraction de 27r ; 2. Intégrer le long d'une ligne, en partant d'un seul et même point de la surface S pour tous les couples indicés par c sur lesquels l'opérateur S2,( w(r,r,,@, est réalisé (de préférence, à partir de l'origine des coordonnées (x = 0,y = o)), en allant jusqu'au point i- , et selon des chemins d'intégrations librement choisis dans la surface S (comprenant de préférence un segment parallèle à l'axe X et un segment parallèle à l'axe Y), le champ de gradient obtenu à l'étape 1, en lui ajoutant ou en lui supprimant 27r à chaque fois que le chemin d'intégration coupe le chemin de coupure du couple d'indice c selon la règle suivante : a) 27r est ajouté si l'orientation Ô,,j du chemin de coupure dans un point Rc, du chemin de coupure traversé et l'orientation du chemin d'intégration font un angle compris dans l'intervalle (0,7r) ; (82) -43 Qm x,) = 2 (m7r) 1 COS (mx) SjI1 (mxl r), Qn (y, y) = 2 (na) -1 cos (riny) sin (riny1,), where H (x ù x ,), H (x,; x), are Heaviside functions centered on x ù x,, = 0, Myu y,), and H (y, ù y) are Heaviside functions centered on y , = 0. In these equations, the operator S2 (w (F, r, o,)) represents an operation, applied to a function w (r, r, J, of placement of the cleavage paths between the two singularities belonging to the pair of index c which lie in the points r, o and i, This operation contains the following steps: 1. Calculate the spatial gradient modulo 27r of the torque function w (r, r, p, r,). modulo 27r means that each value of the gradient components of the function w (7 ,,) (a first derivative of w (F, r,, @,) with respect to x and a first derivative of w (@, @, 0 , F1) with respect to y) is reduced to the interval [û7r, 7r] by the addition or subtraction of 27r 2. Integrate along a line, starting from one and the same point of the surface S for all pairs indexed by c on which the operator S2, (w (r, r ,, @, is realized (preferably, from the origin of the coordinates (x = 0, y = o)) , going to point i-, and along paths of freely chosen integrations in the surface S (preferably comprising a segment parallel to the X axis and a segment parallel to the Y axis), the gradient field obtained in step 1, by adding or removing 27r each time the integration path intersects the clipping path of the index pair c according to the following rule: a) 27r is added if the orientation Ô ,, j of the cutoff path in a point Rc, of the path of crossing cutoff and the orientation of the integration path make an angle in the range (0.7r); (82) -43
b) 27r est soustrait si l'orientation Ô, du chemin de coupure dans un point k ,j du chemin de coupure traversé et l'orientation du chemin d'intégration font un angle compris dans l'intervalle (0,û7r). K. S'il y a des singularités, un calcul par l'unité 4 de la phase totale c(F") : du résultat ç,(@) de l'étape F, est soustraite la phase harmonique X(x,y) obtenue à l'étape H et est ajoutée la phase cachée x(F) obtenue à l'étape J : c(F)=oi(F)+x(F)ûx(x,y) L. Un stockage de la phase totale dans le mémoire de l'unité 4 : la phase totale est égale au résultat de l'étape E s'il n'y a pas des singularités, sinon la phase totale est donnée à l'issue de l'étape K. L'image de la phase totale est alors visualisée sur l'écran 5. b) 27r is subtracted if the orientation δ, of the cut-off path in a point k, j of the cut-off path traversed and the orientation of the integration path form an angle in the interval (0, û7r). K. If there are singularities, a computation by the unit 4 of the total phase c (F "): of the result ç, (@) of the step F, is subtracted the harmonic phase X (x, y ) obtained in step H and is added the hidden phase x (F) obtained in step J: c (F) = oi (F) + x (F) ûx (x, y) L. A storage of the total phase in the memory of the unit 4: the total phase is equal to the result of the step E if there are no singularities, otherwise the total phase is given at the end of step K. The image of the total phase is then displayed on the screen 5.
La figure 4 est un exemple d'objet 6 imagé par le dispositif de la figure 2, et pour lequel le procédé de la figure 3 est mis en oeuvre. L'objet comprend un plan 10 perpendiculaire à l'axe Z et parallèle aux axes X et Y, au milieu duquel est disposé un plateau rectangulaire 11 muni de quatre côtés, dont un premier côté 21 parallèle avec l'axe Y et situé en continuité avec la surface 10, un deuxième côté 22 parallèle avec l'axe Y et opposé au premier côté 21, et un troisième et un quatrième côtés 23, 24 qui s'éloignent progressivement selon une certaine pente à partir du plan 10 et du côté 21 vers le côté 22. L'axe Z est exprimé en radians, un radian correspondant à une hauteur le long de l'axe Z de D (27r). La longueur des projections des côtés 21 à 24 sur le plan 10 est égale à la largeur de 20 pixels de 5,2 micromètres de côtés. La pente est telle que la phase change de 0 radians à 1,257r radians au cours de ces 20 pixels . Les figures 5 à 10 sont des images de données calculées selon le procédé de la figure 3 par le dispositif de la figure 2 imageant l'objet de la figure 4. Ces images sont représentées dans le plan S comprenant les axes X et Y. La taille d'un pixel d'une image est de 5,2 pm x 5,2 pm respectivement le long de X et Y. Pour les images 5, 7, 8, et 10, plus un point de l'image est foncé, et plus la valeur de la donnée représentée est -44 faible en ce point. La figure 5 illustre l'intensité I(F) calculée à l'étape A. On remarque que, à l'emplacement des bords continus entre eux 22, 23 24 pour lesquels il existe une discontinuité de surface, l'intensité forme une ligne d'encrage sombre 12. La figure 6 illustre la fonction f(r) calculée à l'étape B. On remarque une région 25 pour laquelle f(F) > fs et f(,)>0. Il existe donc une singularité positive 26 à la position du centre de gravité de f(r) de la région 25. De même, remarque une région 27 pour laquelle f(r) > fs et f )< 0. Il existe donc une singularité négative 28 à la position du centre de gravité de f(r) de la région 27. La détermination des positions des singularités 26 et 28 permet alors de relier ces singularités sur l'image d'intensité de la figure 5 par une ligne de coupure 29 passant par la ligne sombre 12. FIG. 4 is an example of an object 6 imaged by the device of FIG. 2, and for which the method of FIG. 3 is implemented. The object comprises a plane perpendicular to the axis Z and parallel to the axes X and Y, in the middle of which is disposed a rectangular plate 11 provided with four sides, including a first side 21 parallel to the axis Y and located in continuity with the surface 10, a second side 22 parallel to the Y axis and opposite to the first side 21, and third and fourth sides 23, 24 which progressively move away from a certain slope from the plane 10 and the side 21 to the side 22. The Z axis is expressed in radians, a radian corresponding to a height along the Z axis of D (27r). The length of the projections of the sides 21 to 24 on the plane 10 is equal to the width of 20 pixels of 5.2 micrometers of sides. The slope is such that the phase changes from 0 radians to 1.257r radians over these 20 pixels. FIGS. 5 to 10 are data images calculated according to the method of FIG. 3 by the device of FIG. 2 illustrating the object of FIG. 4. These images are represented in the plane S comprising the X and Y axes. pixel size of an image is 5.2 μm x 5.2 μm respectively along X and Y. For images 5, 7, 8, and 10, plus one point of the image is dark, and the value of the data represented is low at this point. FIG. 5 illustrates the intensity I (F) calculated in step A. It is noted that, at the location of the continuous edges 22, 23 for which there is a surface discontinuity, the intensity forms a line 12. Figure 6 illustrates the function f (r) calculated in step B. Note a region 25 for which f (F)> fs and f (,)> 0. There is therefore a positive singularity 26 at the position of the center of gravity of f (r) of the region 25. Similarly, note a region 27 for which f (r)> fs and f) <0. There is therefore a singularity negative 28 at the position of the center of gravity of f (r) of the region 27. The determination of the positions of the singularities 26 and 28 then makes it possible to connect these singularities on the intensity image of FIG. 5 by a cutoff line 29 passing through the dark line 12.
La figure 7 illustre la première estimation de la phase ,(F) calculée à l'étape F. La figure 8 illustre la phase cachée x(F) calculée à l'étape J. La figure 9 illustre la phase harmonique x(r) calculée à l'étape H. Sur cette figure, on distingue trois zones 30, 31, 32 séparées par des lignes 20 parallèles à l'axe Y, et correspondant à des valeurs de X(F) de plus en plus grande dans la direction des x croissants. Enfin, la figure 10 illustre la phase totale '(F) = ç, (r)- x(x, y)+ x(F) calculée à l'étape K. On remarque que le résultat de la phase totale c1(F) sur la figure 10 est plus proche de la réalité de l'objet imagé de la figure 4 25 que le résultat de la première estimation de la phase 01(F) sur la figure 7. L'homme du métier comprendra donc que la prise en compte des singularités est un avantage évident d'un procédé et d'un dispositif de calcul de phase selon l'invention par rapport à l'état de la technique, en particulier par rapport à ce qui est décrit dans le document WO 2006/082327. 30 Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent -45 d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. En particulier les images d'intensité acquises pourraient être circulaires. Dans ce cas, le procédé selon l'invention est réalisé comme décrit précédemment, mais en utilisant toutes les formules et équations venant d'être décrites exprimées en coordonnées polaires, les coordonnées polaires étant de préférence centrées sur le centre des images circulaires acquises. De plus, quand il est dit qu'une grandeur est calculée selon une équation ou formule donnée, cette grandeur peut plus généralement être 10 calculée selon l'invention sensiblement par cette formule. FIG. 7 illustrates the first estimate of the phase, (F) calculated in step F. FIG. 8 illustrates the hidden phase x (F) calculated in step J. FIG. 9 illustrates the harmonic phase x (r) calculated in step H. In this figure, there are three zones 30, 31, 32 separated by lines parallel to the Y axis, and corresponding to values of X (F) which are larger and larger in the direction croissants. Finally, FIG. 10 illustrates the total phase '(F) = ç, (r) - x (x, y) + x (F) calculated in step K. It is noted that the result of the total phase c1 (F ) in Figure 10 is closer to the reality of the imaged object of Figure 4 than the result of the first estimate of phase 01 (F) in Figure 7. Those skilled in the art will therefore understand that taking on account of the singularities is an obvious advantage of a method and a device for calculating the phase according to the invention compared to the state of the art, in particular with respect to what is described in the document WO 2006 / 082,327. Of course, the invention is not limited to the examples which have just been described and numerous adjustments can be made to these examples without departing from the scope of the invention. In particular, acquired intensity images could be circular. In this case, the method according to the invention is carried out as described above, but using all the formulas and equations just described expressed in polar coordinates, the polar coordinates being preferably centered on the center of the acquired circular images. In addition, when it is said that a quantity is calculated according to a given equation or formula, this quantity may more generally be calculated according to the invention substantially by this formula.
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FR2881520A1 (en) * | 2005-02-03 | 2006-08-04 | Lyuboshenko Igor | Radiation wave field`s phase retrieving method, involves applying filters to corresponding integral transform representation, where filters are measurements of representation of Green function in Eigne function space of Helmholtz equation |
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Patent Citations (1)
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FR2881520A1 (en) * | 2005-02-03 | 2006-08-04 | Lyuboshenko Igor | Radiation wave field`s phase retrieving method, involves applying filters to corresponding integral transform representation, where filters are measurements of representation of Green function in Eigne function space of Helmholtz equation |
Non-Patent Citations (1)
Title |
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LYUBOSHENKO I.V., MAÎTRE H., MARUANI A.: "Least-mean-squares phase unwrapping by use of an incomplete set of residue branch cuts", APPLIED OPTICS, vol. 41, no. 11, 10 April 2002 (2002-04-10), pages 2129 - 2148, XP007904766 * |
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