消除背景光的方法、装置、计算机设备和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种消除背景光的方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质，通过在背景光下通过投影仪投影多套相移正弦条纹，并获取多幅变形条纹图；根据变形条纹图，计算每套相移正弦条纹的条纹和；然后根据条纹和，计算每幅变形条纹图的背景光分量，并根据背景光分量对多幅变形条纹图进行处理，以消除多幅变形条纹图中的背景光分量，可以快速并精确地去除变形条纹图中的背景光。

Methods, devices, computer equipment and storage media for background light elimination

【技术实现步骤摘要】
消除背景光的方法、装置、计算机设备和存储介质
本专利技术涉及光学三维测量领域，特别是涉及一种消除背景光的方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质。
技术介绍
基于结构光照明的光学三维传感技术在工业检测、产品质量控制、机器视觉、即时定位与地图构建(SLAM)、影视特技和生物医学等领域有广泛的应用。相位测量轮廓术(PMP)由于其测量精度高、获取的数据密度高，是一种重要的光学三维传感技术。在相位测量轮廓术中要求背景光在一次测量中恒定不变，否则测量的相位中存在和条纹同频的波动状误差，最后获得的三维数据中同样存在这种误差。在室内三维测量中，工频照明环境光是常见的变化背景光。传统地，有三种方法去除背景光，第一种方法是采用环境光光谱中不存在的具有特别光谱(如紫外光或红外光)的投影光源，在摄像机镜头前加滤光装置，滤除环境光。这种方法实现有一定难度，并且使用场合有一定限制。比如紫外光源不适合人体或其他生物三维测量；且环境光中存在较多短波红外成分，而且一般图像传感器对长波红外线灵敏度低。第二种方法是通过对采集的变形条纹图像进行平均值校正和对比度校正以去除环境背景光。但是该方法要进行图像的均方差计算和傅里叶变换等运算，算法比较复杂。同时该方法假设测量过程中采集的每幅图像的平均值近似相等，在一些情况下该假设和实际偏差较大。第三种方法是将投影和采集图像时间设置成环境光的整数周期倍或曝光时间远大于其周期，但是该方法不利于快速测量。
技术实现思路
本申请实施例提供一种消除背景光的方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质，可以快速并精确地去除变形条纹图中的背景光。一种消除背景光的方法，所述方法包括：在背景光下通过投影仪投影多套相移正弦条纹，并获取多幅变形条纹图；根据所述变形条纹图，计算每套所述相移正弦条纹的条纹和；根据所述条纹和，计算每幅所述变形条纹图的背景光分量；根据所述背景光分量对多幅所述变形条纹图进行处理，以消除多幅所述变形条纹图中的背景光分量。在一实施例中，在背景光下投影至少三套相移正弦条纹。在一实施例中，所述背景光包括环境背景光，且所述环境背景光为工频照明环境光。在一实施例中，所述根据所述变形条纹图，计算每套所述相移正弦条纹的条纹和包括：根据投影仪背景光强、环境背景光直流分量、曝光时间以及背景光分量参数建立每一套相移正弦条纹在每一幅变形条纹图的背景光强表达式；根据所述背景光强表达式，计算每套所述相移正弦条纹的条纹和。在一实施例中，所述计算每套所述相移正弦条纹的条纹和包括：计算至少三套相移正弦条纹的条纹和。在一实施例中，所述根据所述条纹和，计算每幅所述变形条纹图的背景光分量包括：根据至少三套相移正弦条纹的条纹和，利用最小二乘法，计算得到背景光分量参数；将背景光分量参数代入背景光强表达式，计算得到每幅所述变形条纹图的背景光分量。在一实施例中，所述方法还包括：获取消除背景光分量的变形条纹图中各像素点的图像坐标；根据消除背景光分量的变形条纹图，计算各像素点变形条纹相位；根据各像素点变形条纹相位查找相位高度映射关系，得到各像素点高度坐标；根据变形条纹图中各像素点的图像坐标以及变形条纹图中各像素点的高度坐标，生成三维图像。一种消除背景光的装置，所述装置包括：获取模块，用于在背景光下通过投影仪投影多套相移正弦条纹，并获取多幅变形条纹图；第一计算模块，用于根据所述变形条纹图，计算每套所述相移正弦条纹的条纹和；第二计算模块，用于根据所述条纹和，计算每幅所述变形条纹图的背景光分量；背景光消除模块，用于根据所述背景光分量对多幅所述变形条纹图进行处理，以消除多幅所述变形条纹图中的背景光分量。本申请还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上方法的步骤。本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。本申请实施例提供的消除背景光的方法，通过在背景光下通过投影仪投影多套相移正弦条纹，并获取多幅变形条纹图；根据所述变形条纹图，计算每套所述相移正弦条纹的条纹和；然后根据所述条纹和，计算每幅所述变形条纹图的背景光分量，并根据所述背景光分量对多幅所述变形条纹图进行处理，以消除多幅所述变形条纹图中的背景光分量，可以快速并精确地去除变形条纹图中的背景光。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为一个实施例中提供的一种消除背景光的方法的流程图；图2为一个实施例中提供的一幅变形条纹图；图3a为图1中的变形条纹图采用同频相移正弦条纹得到的变形条纹图；图3b为图1中的变形条纹图采用同频相移正弦条纹消除背景光后得到的变形条纹图；图4为一个实施例中提供的塑像额头上的1行变形条纹在消除背景光前后的相位对比图；图5a为图1中的变形条纹图采用不同频相移正弦条纹采用多频外差法得到的变形条纹图；图5b为图1中的变形条纹图消除背景光后采用不同频相移正弦条纹采用多频外差法得到的变形条纹图；图6为一个实施例中提供的一种消除背景光的装置的结构示意图；图7为一个实施例中电子设备的内部结构示意图。具体实施方式为了便于理解本申请，为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本申请的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。图1为一个实施例中提供的一种消除背景光的方法的流程图，如图1所示，消除背景光的方法包括步骤110至步骤140，其中，步骤110，在背景光下通过投影仪投影多套相移正弦条纹，并获取多幅变形条纹图。相位测量轮廓术是一种重要的三维传感技术，可以通过投影仪向被测物体投影来获取被测物体的三维形貌。结构光三维测量方法的基本思想是利用结构光投影的几何关系来获得被测物体的三维信息。首先投影仪将具有设定规律的条纹模板投影到被测物体表面，由于被测物体中各点深度的不同，使得条纹模板发生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消除背景光的方法，其特征在于，所述方法包括：在背景光下通过投影仪投影多套相移正弦条纹，并获取多幅变形条纹图；根据所述变形条纹图，计算每套所述相移正弦条纹的条纹和；根据所述条纹和，计算每幅所述变形条纹图的背景光分量；根据所述背景光分量对多幅所述变形条纹图进行处理，以消除多幅所述变形条纹图中的背景光分量。

【技术特征摘要】
1.一种消除背景光的方法，其特征在于，所述方法包括：在背景光下通过投影仪投影多套相移正弦条纹，并获取多幅变形条纹图；根据所述变形条纹图，计算每套所述相移正弦条纹的条纹和；根据所述条纹和，计算每幅所述变形条纹图的背景光分量；根据所述背景光分量对多幅所述变形条纹图进行处理，以消除多幅所述变形条纹图中的背景光分量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在背景光下投影至少三套相移正弦条纹。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述背景光包括环境背景光，且所述环境背景光为工频照明环境光。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述变形条纹图，计算每套所述相移正弦条纹的条纹和包括：根据投影仪背景光强、环境背景光直流分量、曝光时间以及背景光分量参数建立每一套相移正弦条纹在每一幅变形条纹图的背景光强表达式；根据所述背景光强表达式，计算每套所述相移正弦条纹的条纹和。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算每套所述相移正弦条纹的条纹和包括：计算至少三套相移正弦条纹的条纹和。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述条纹和，计算每幅所述变形条纹图的背景光分量包括：根据至少三套相移正弦条纹的条纹和，利用最小二乘法，计算得到所述背景光分量参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，魏一振，张卓鹏，
申请(专利权)人：杭州光粒科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33