【技术实现步骤摘要】
基于单帧网格复合编码模板结构光的深度信息测量方法
本专利技术属于计算机视觉测量
，特别涉及一种深度信息测量方法，可用于逆向工程、人机交互、自动驾驶、虚拟现实及现实增强。
技术介绍
随着计算机视觉的不断发展，针对传统成像仪器只能采集二维平面信息的问题，3D成像技术以其可以增强对外界复杂事物的感知和理解能力的优势，得到了越来越广泛的应用。而如何从场景中快速、高效的获取三维深度信息也成为了当前研究的热点。到目前为止，已有大量的深度感知技术被研究和应用。深度获取的方法按照是否接触物体，主要分为接触式和非接触式两大类。接触式测量由于直接与待测物体接触，具有很高的测量精度，在逆向工程和工业检测等领域已经有很长时间的应用。但该技术存在性能慢、使用成本高的缺点。此外，实际目标物体并不都是可以接触的，且这种测量方式易对物体造成损坏。于是，非接触式测量得到了人们的广泛关注。非接触式测量在不接触被测量物体的前提下,利用影像分析模型来获取被测物体的深度信息。又可将非接触式方法分为主动式和被动式两类。被动式不使用任何其他能量,而是通过获...
【技术保护点】
1.一种基于单帧网格复合编码模板结构光的深度信息测量方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)设计单帧网格复合编码模板P：/n(1a)获取黑色背景模板，并在模板上生成等间距的白色横线和竖线，产生具有m×n个网格数量的模板I
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种基于单帧网格复合编码模板结构光的深度信息测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)设计单帧网格复合编码模板P：
(1a)获取黑色背景模板，并在模板上生成等间距的白色横线和竖线，产生具有m×n个网格数量的模板I1；
(1b)生成由数字码元组成的在二维空间内码值唯一、并具有高汉明距离的码表，设计与数字码元相对应的图形码元，图形码元大小须小于网格大小；
(1c)从码表中选取m×n个码元，按照从左到右、从上到下的顺序，将其映射到模板I1的m×n个对应网格中，并将码元用已经设定好的对应图形码元替代，得到网格复合编码模板P；
(2)将投影仪T与摄像机V按照对角方向的45°放置，并使两者光轴互相平行，用投影仪T将所述的网格复合编码模板P投射到目标场景中，通过摄像机V对该场景进行拍摄，获得经场景调制后的变形图像I；
(3)对场景调制后的变形图像I进行校正和删除特征的预处理，得到仅包含横线条的变形图像I2和仅包含竖线条的变形图像I'2；
(4)对(3)获得的两个变形图像I2、I'2进行线条精提取处理，获得具有网格线精确位置信息和图形特征的变形图像I3；
(5)采用深度学习网络模型，对具有网格线精确位置信息和图形特征的变形图像I3和编码模板P中的图形特征进行识别分类，得到图形特征解码后的数字码元；再以网格交叉点右下方的数字码元作为起始码元，采用3×3的滑窗，将窗内的数字码元依次连接，构成该网格交叉点的序列码值；
(6)将所述变形图像I3和编码模板P中的每条水平线条和竖直线条按照从上到下、从左到右的顺序进行排序，寻找编码模板P与所述变形图像I3中具有相同码值数最多的线条匹配对；
(7)依据线面交原理和(6)中得到的网格线条匹配关系，计算目标场景中的深度信息值Z。
2.根据权利要求1所述的方法，其中(3)中对场景调制后的变形图像I进行校正和删除特征的预处理，实现如下：
(3a)采用顶帽变换对图像背景的不均匀亮度进行校正，得到校正后的图像：其中，表示形态学开操作，b是顶帽变换中的平坦结构单元；
(3b)设置大于一个网格大小的分块区域，对校正后的图像f(I)进行自适应区域二值化操作得到的二值图像，对该二值图像分别在水平方向、垂直方向进行形态学开操作，以删除图像中的图形特征，得到仅包含横线条的变形图像I2和仅包含竖线条的变形图像I'2。
3.根据权利要求1所述的方法，其中(4)中对(3)获得的两个变形图像I2、I'2进行线条精提取处理，实现如下：
(4a)根据(3)获得的两个变形图像I2、I'2中的每条网格线建立能量函数，并将线条中亮度极大值点作为精确提取位置，再对该能量函数进行二次优化得到每条网格线上各像素点的坐标；
(4b)将提取得到的网格线的坐标赋予到变形图像f(I)对应网格线上，得到包含网格线位置信息和图形特征的变形图像I3。
4.根据权利要求1所述的方法，其步骤(1b)中生成由数字码元组成的在二维空间内码值唯一且有高汉明距离的码表，实现如下：
技术研发人员：李甫，尚旭东，张天娇，牛毅，李泉录，石光明，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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