基于图像差分与LM迭代的二值光栅投影离焦程度评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图像差分与LM迭代的二值光栅投影离焦程度评估方法，该散焦程度评估方法包括以下步骤：测试之前调节投影仪输出光栅的参数；在测试过程中先对由相机获取的图像执行差分操作，进而针对正弦式的目标函数通过LM方法对差分图像执行迭代操作；获取迭代终止时图像各点处的数据和实际图像的绝对误差，并用图像灰度范围进行校正，减小波动误差。本发明专利技术从实验的角度出发评价散焦程度，具有判断离焦程度准确度高、所需设备简单、方便实用、可实时显示等优点。

Evaluation of defocusing degree of binary grating projection based on image difference and LM iteration

【技术实现步骤摘要】
基于图像差分与LM迭代的二值光栅投影离焦程度评估方法
本专利技术涉及光测实验固体力学领域，具体涉及一种基于图像差分与LM迭代的二值光栅投影离焦程度评估方法。
技术介绍
在光测力学领域，栅线投影法是一种基本的光学形貌测量方法。栅线投影法直接利用被调制栅线的相位畸变信息来得到物体的三维信息，采用数学的方法解调相位，而且可以自动判别物体的凹凸性。因此图像处理易于实现自动化、具有较高的精度和灵敏度。为了便于测量，栅线投影法中，投影仪投影的是二维结构图案(条纹图案)而不是3D形状的正弦图案，然后二进制模式被模糊成准正弦曲线通过适当地使投影机离焦来实现图案，这种技术称为二进制离焦技术。它不仅能消除伽马失真，还实现了高速3D测量。然而二进制离焦技术存在一些问题：如果离焦程度太小，则图案不是正弦曲线，包含许多高次谐波。如果投影机离焦，则图案的对比度较低太多了。非正弦结构由高阶引起二进制离焦技术中的谐波将误差引入解调相位，会降低3D测量的精度。此外在实际应用中，想要提高测量的精确度，必须考虑到电子器件本身存在的β失真导致接收到的图像具有一定非正弦特征的问题。这类问题影响了测量的精准度，不利于高精度光测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像差分与LM迭代的二值光栅投影离焦程度评估方法，其特征在于，该方法的实验装置包括相机、相机镜头、光学平台、计算机、投影仪和标定板，所述评估方法包括以下步骤：步骤1、实验装置的固定：将标定板、相机与投影仪固定在光学平台上，相机镜头垂直于标定板平面，投影仪镜头对准标定板的最大平面方向进行定位；步骤2、光栅图像的采集：利用投影仪向标定平面投射一幅二值化的光栅图像，利用相机采集标定板及光栅的图像；步骤3、图像数据预处理：确定最佳作用长度，以该长度为基准选取图像上的一块矩形区域，生成评价该图像所需的特征数组；步骤4、当前离焦程度的评价：对图像特征数组进行评估，得到评估数值；步骤5、最佳离焦...

【技术特征摘要】
1.一种基于图像差分与LM迭代的二值光栅投影离焦程度评估方法，其特征在于，该方法的实验装置包括相机、相机镜头、光学平台、计算机、投影仪和标定板，所述评估方法包括以下步骤：步骤1、实验装置的固定：将标定板、相机与投影仪固定在光学平台上，相机镜头垂直于标定板平面，投影仪镜头对准标定板的最大平面方向进行定位；步骤2、光栅图像的采集：利用投影仪向标定平面投射一幅二值化的光栅图像，利用相机采集标定板及光栅的图像；步骤3、图像数据预处理：确定最佳作用长度，以该长度为基准选取图像上的一块矩形区域，生成评价该图像所需的特征数组；步骤4、当前离焦程度的评价：对图像特征数组进行评估，得到评估数值；步骤5、最佳离焦程度的选取：改变焦距和光圈，重复步骤2-步骤4，最优的评估数值下所对应的散焦程度即为最佳离焦程度。2.根据权利要求1所述的基于图像差分与LM迭代的二值光栅投影离焦程度评估方法，其特征在于，步骤3中最佳作用长度L的计算方法为：选取原始图像中具有光栅特征的一行或列，若投影的为竖向光栅则选取其中的一行，若投影的是横向光栅则选取其中的一列；在以下步骤中默认为竖向光栅，若为横向光栅则只需要将行与列的叙述互换；其中，k为周期系数，π为圆周率，Gmax为初始图像所选定区域内的最大灰度值，Gmin为初始图像所选定区域内的最小灰度值，A1＝Gmax...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹卓异，刘聪，刘晓鹏，梅林，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32