【技术实现步骤摘要】
一种基于时序逻辑边缘检测的三维测量阴影去除方法
本专利技术涉及主动式三维形貌测量领域,主要涉及到基于光栅投影法的逆向工程中,利用阴影区域相位分布在三维实体边缘的显著特征对其进行去除,尤其涉及一种基于时序逻辑边缘检测的三维测量阴影去除方法。
技术介绍
光栅投影法是一种全场三角测量技术,其测量速度和测量精度较高,近年来已发展成为主动式三维形貌测量的主要技术之一。在光栅投影法的实际应用中,需要在空间内投影呈周期分布的光栅场,物体的形貌高度变化会对光栅场产生调制。由于被测物体边缘与测量平面之间存在高度的突变,光栅容易在被测物体边缘形成盲区和阴影噪声,导致解相位的精度较低,影响三维形貌测量精度。现有去除三维形貌测量结果中阴影噪声的方法,主要从避免阴影产生和克服阴影噪声影响两方面展开。在避免阴影产生的方面,苏礼坤等人采用基于调制度测量的三维检测法,通过保证投影方向与观察方向一致,可避免阴影、遮挡等现象的发生;邵双运等人利用调制度测量轮廓术实现对物体的垂直测量,特别适合于测量表面有高度剧烈变换或不连续区域的物体;郑东亮等人提出采用飞行时间法进行三维形貌测量,可以从根本上避免阴影噪声的产生。在克服阴影噪声影响方面,刘智娟等人提出了一种光栅投影图像的空域二值分割方法,克服了阴影噪声对解相位的影响;吴双卿等人采用柔性多标记点方法进行逐点增长解相,而且解相的区域通过模板图像处理得到的边界来限定,一定程度地消除了图像阴影的影响;吴剑波等人提出了一种基于网格光栅投影的立体视觉三维表面重建系统,在网格提取后可有效地消除阴影噪声。上述现有方法的问题主要有:其一,现有避免阴影产生的方法中 ...
【技术保护点】
1.一种基于时序逻辑边缘检测的光栅投影图像中三维测量阴影去除方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1),采集光栅投影图像,光栅投影图像中包含阴影区域,阴影区域为待测物体(4)背向光栅光源的一侧挡住光栅光源进而产生在相机(2)成像上的区域;所述步骤1)中,采用以下光栅投影系统:包括投影仪(1)、相机(2)和平台(3),待测物体(4)置于平台(3)上,投影仪(1)和相机(2)分别置于待测物体(4)上方的两侧,投影仪(1)的镜头和相机(2)的镜头均朝向待测物体(4);投影仪(1)产生相移光栅图样作为光栅光源投影到待测物体(4)和平台(3)上,相机(2)采集相移光栅图样投影到待测物体(4)和平台(3)后的图像作为光栅投影图像;步骤2),通过投影仪(1)投影、通过相机(2)采集进行N步相移获得N幅光栅投影图像作为相移图,N幅光栅投影图像所投影的相移光栅图样的相位不同,每相邻两幅光栅投影图像所投影的相移光栅图样的相位之差均相同;预先设置用于对阴影噪声区域的高度跳变性和间断性特征进行检测的阈值,阴影噪声区域是指光栅投影图像中阴影区域在包裹相位图中所产生的噪声区域;步骤3),时序逻辑检测和阴影去除:由N ...
【技术特征摘要】
1.一种基于时序逻辑边缘检测的光栅投影图像中三维测量阴影去除方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1),采集光栅投影图像,光栅投影图像中包含阴影区域,阴影区域为待测物体(4)背向光栅光源的一侧挡住光栅光源进而产生在相机(2)成像上的区域;所述步骤1)中,采用以下光栅投影系统:包括投影仪(1)、相机(2)和平台(3),待测物体(4)置于平台(3)上,投影仪(1)和相机(2)分别置于待测物体(4)上方的两侧,投影仪(1)的镜头和相机(2)的镜头均朝向待测物体(4);投影仪(1)产生相移光栅图样作为光栅光源投影到待测物体(4)和平台(3)上,相机(2)采集相移光栅图样投影到待测物体(4)和平台(3)后的图像作为光栅投影图像;步骤2),通过投影仪(1)投影、通过相机(2)采集进行N步相移获得N幅光栅投影图像作为相移图,N幅光栅投影图像所投影的相移光栅图样的相位不同,每相邻两幅光栅投影图像所投影的相移光栅图样的相位之差均相同;预先设置用于对阴影噪声区域的高度跳变性和间断性特征进行检测的阈值,阴影噪声区域是指光栅投影图像中阴影区域在包裹相位图中所产生的噪声区域;步骤3),时序逻辑检测和阴影去除:由N幅光栅投影图像合成处理获得一幅包裹相位图,沿包裹相位图的行/列按照时序逻辑状态表遍历各个像素点,遍历前初始化设置时序逻辑的各个变量,并将正跳变或负跳变的发生与否记录在时序逻辑变量中,作为时序逻辑的两个外输入值,并根据外输入值和现态值确定各个像素点的次态值;根据时序逻辑的输出结合阴影噪声区域的前后边界值去除阴影噪声区域。2.根据权利要求1所述的一种基于时序逻辑边缘检测的三维测量阴影去除方法,其特征在于:所述步骤2)具体包括设置高度跳变阈值,高度跳变阈值用于对位于同一行或者同一列身上的相邻两像素点间进行高度跳变性检测;设置跨度阈值,跨度阈值用于后续对阴影噪声分布的间断性进行检测。3.根据权利要求1所述的一种基于时序逻辑边缘检测的三维测量阴影去除方法,其特征在于:所述的时序逻辑为mealy型的同步时序逻辑,包括以下变量:第一、第二状态变量Q1、Q2,共构成的四种逻辑状态;第一、第二外输入U、D,用于记录正跳变或负跳变的逻辑变量;第一、第二输出变量Z1、Z2;阴影噪声区域的前后边界值u1、u2。4.根据权利要求3所述的一种基于时序逻辑边缘检测的三维测量阴影去除方法,其特征在于:所述步骤3),针对每一行/列均采用以下方式进行时序逻辑遍历,包括:3.1)在各行/列遍历开始时对时序逻辑的变量进行初始化:初始化两个状态变量为置0,即第一状态变量Q1=0,第二状态变量Q2=0;初始化将阴影噪声区域的前后边界值置为1,即前边界值u1=1,后...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵昕玥,李沛隆,何再兴,张树有,谭建荣,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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