基于结构光对比度优化的两步相移算法制造技术

一种基于结构光对比度优化的两步相移算法，包括两步相移相位计算和对比度优化两个过程，经过初始相位计算过程，由两幅条纹图数据先求得反射率分布，再计算折叠相位的两个解，经过解的判别，构建初始相位分布并标记敏感像素点；基于绝对相位的线性特征，通过相位和对比度的联合优化，得到标记点处更为准确的结构光对比度；将修正后的结构光对比度进行全局扩散，并再次进行相位计算以得到更精确的相位信息。该方法将环境光的影响纳入到结构光对比度的变化中，简化了相移中的未知量，减少了投采相移图像所需要的时间，得到更准确的相位信息，对比度优化仅在局部邻域进行，兼顾了对比度的全局非一致性和计算效率。

Two step phase-shifting algorithm based on structural optical contrast optimization

A phase shift algorithm structure light contrast optimization based on the two step, two step phase shifting phase contrast calculation and optimization of two process, after the initial phase calculated by the two fringe map data to obtain reflectance distribution, then calculate the two unfolding phase, after the solution of discrimination, the construction of the initial phase distribution and mark sensitive pixel; linear feature of absolute phase based on the joint optimization of the phase and contrast, get the marked point is more accurate structure light contrast; structure light contrast correction after the global diffusion, and again the phase calculation to obtain the phase information more accurate. This method will affect the environment light into the change of structure light contrast, simplify the unknown phase shift, reduce the investment recovery phase images the time required to obtain the phase information more accurately, contrast optimization only in the local neighborhood, taking into account the global contrast of non consistency and computational efficiency.

【技术实现步骤摘要】
基于结构光对比度优化的两步相移算法
本专利技术涉及一种用于三维成像与测量技术的基于结构光对比度优化的两步相移算法，属于三维成像与测量领域。
技术介绍
近年来，基于相位辅助的结构光三维成像技术以其非接触、高精度、易于实现等优点，在工业生产、文化艺术、医学成像、虚拟现实等诸多领域得到了广泛的应用。其中相位信息作为三维成像中的特征信息，为实现同一物点在不同像中的对应点匹配提供唯一性约束。快速准确地得到物体表面的相位信息是此类三维成像技术的关键。相移算法是相位重建的经典算法，通过向目标投影并采集相同频率、不同相移量的多幅条纹图，以获得目标表面的相位信息。传统相移算法需要投影至少三幅相移条纹图才可以实现相位重建。而投采多幅相移图，需要一定的图像采集时间。因此本专利技术试图通过两幅相移条纹图重建相位信息，以缩短相位重建的时间。而为了弥补相移条纹图减少带来的相位重建精度下降，本专利技术引入对比度优化算法降低相位重建误差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种基于结构光对比度优化的两步相移算法，以减少投采相移图像数量，缩短相位重建时间，得到更准确的相位信息。本专利技术的基于结构光对比度优化的两步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于结构光对比度优化的两步相移算法，其特征是：包括两步相移相位计算和对比度优化两个过程：(1)两步相移相位计算过程，该过程处理采集到的两幅相移条纹图，计算出对应像素点上的相位信息；包括以下步骤：①对采集到的图像进行滤波，以减少噪声带来的影响；②用对比度变化表征背景光强，得到关于两步相移的光强分布模型，由两步相移的光强分布模型结合三角函数的平方和关系，得到关于物体表面反射率R的一元二次方程，求解该方程得到反射率R的两个解；③将得到的反射率R的解代回到光强分布模型中，得到关于折叠相位

【技术特征摘要】
1.一种基于结构光对比度优化的两步相移算法，其特征是：包括两步相移相位计算和对比度优化两个过程：(1)两步相移相位计算过程，该过程处理采集到的两幅相移条纹图，计算出对应像素点上的相位信息；包括以下步骤：①对采集到的图像进行滤波，以减少噪声带来的影响；②用对比度变化表征背景光强，得到关于两步相移的光强分布模型，由两步相移的光强分布模型结合三角函数的平方和关系，得到关于物体表面反射率R的一元二次方程，求解该方程得到反射率R的两个解；③将得到的反射率R的解代回到光强分布模型中，得到关于折叠相位的两个④根据绝对相位递增的特性，从两个折叠相位解中筛选出递增部分，组成折叠相位的初始解，同时标记出对比度敏感的像素点；(2)对比度优化过程，是根据绝对相位线性递增的特征，选取对结构光对比度敏感的区域上像素点，在其邻域上做线性假设，通过关于对比度和相位的联合优化，达到修正对比度的目的；具体包括以下步骤：①根据绝对相位的线性特性，对标记像素点的水平邻域上的相位值做线性假设，取标记像素点水平邻域上的5-7个点，将这5-7个点的光强分布模型联立，通过对比度和绝对相位的联合优化，达到优化区域对比度的目的；②根据临近像素对比度相近的特点，由局部区域的对比度，对整体进行插值填充，得到优化后的整个投影范围内的结构光对比度分布情况。2.根据权利要求1所述的基于结构光对比度优化的两步相移算法，其特征是：所述对比度优化过程中优化后的对比度分布代入两步相移相位计算过程中的光强分布模型，再经过相位计算过程中的②-④步，...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷永凯，毛家琦，孟祥锋，王玉荣，杨修伦，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37