相位是应用于诸多非接触测量技术中的关键信息,然而从实际获得的测量结果中提取相位时,往往只能获得被折叠在主值区间的缠绕相位。因此从缠绕相位中恢复出原始的真实相位,即相位解缠,具有非常重要的意义。在实际应用中,由于采样不足、噪声污染或阴影遮蔽等因素的影响,导致相位解缠非常复杂。为此,从上个世纪起,专家学者们进行了大量研究,并提出了许多相位解缠算法。总体上,这些算法可以被分成两大类:路径相关算法和路径无关算法。路径相关算法主要依据合适的积分路径完成相位解缠,而路径无关算法则是把相位解缠问题转化为一个全局函数的优化问题。迄今,关于这两大类相位解缠算法存在大量不同的改进和优化,但在处理包含噪声等问题的真实相位图时,相位解缠的结果仍有很大的提升空间。本文针对常用的相位解缠算法进行了研究,论文的主要工作和成果如下:(1)研究了由Liu等人近期提出的一种递归正交相位解缠算法,对其参考区域的选取规则进行了改进,并且加入了解缠误差补偿运算,使得缠绕相位值尽可能逼近原始相位值,避免了由于参考区域的选取不当而导致解缠相位失真的问题。通过模拟数据实验和真实数据验证了改进算法的有效性。(2)在局部多项式逼近-置信区间交叉算法的基础上,融合了正余弦滤波和迭代运算,提出了一种适用于缠绕相位图的局部去噪方法,并结合残差图累积算法,建立了一种针对含有高水平噪声的相位图的鲁棒解缠方法,有效抑制了相位跳跃对噪声消除的干扰,提高了相位解缠的精度。与常用相位解缠算法的比较实验结果验证了所提方法的鲁棒性。(3)开发了空间相位解缠系统软件,并展示了该系统的主要模块设计和功能实现。该系统集成了常用的及本文提出的相位解缠方法,支持用户根据实际情况和需求,选择合适的方法完成相位解缠操作,同时也提供了相关评估数据,操作简单且界面友好。