一种四步相移的主值相位提取方法技术

针对已有四步相移算法的不足，本发明专利技术提出一种四步相移的主值相位提取方法，包括四帧正/余弦条纹模板生成数学模型和对应的主值相位计算公式。研究中，根据实际需求设置条纹模板生成参数，采用四帧条纹图像数学模型生成条纹模板，经过数字投影仪投射到被测物体表面，同时用工业相机捕获经被测物体调制变形的条纹图像，进而将获取的四帧变形条纹图像代入主值相位计算公式中，提取主值相位。本发明专利技术除了不等于π(i‑1)/2，i＝1,2,3,…的特殊相移量外，可以实现任意互补相移量的条纹图像生成，扩展了四步相移算法的研究广度；并探索了相移量互补且相移步长任意设计的一般情形，填补了当前四步相移算法的缺陷，使其更完整与科学。

【技术实现步骤摘要】
一种四步相移的主值相位提取方法
本专利技术属于光学三维测量相关领域，涉及数字条纹投影三维测量中的主值相位提取，尤其是涉及一种四步相移的主值相位提取方法，该方法可设计任意互补相移量的四帧数字正余弦条纹图像，并实现主值相位的准确计算。
技术介绍
随着计算机视觉测量技术、信息光学及微电子技术的交叉融合快速发展，数字条纹投影三维测量技术的非接触、易操作、高精度和高效率等诸多优势越来越突出，已广泛渗透到工业检测、医学治疗、人体测量、文物数字化、刑事侦查、法庭取证等众多行业中。该技术的关键之一是基于相移法进行标准的数字正弦条纹模板快速生成与变形正弦条纹图像的主值相位准确提取，即基于正(余)弦函数通过计算机编程生成多幅有一定相移差规律的标准数字条纹模板，依次投影到目标表面经其调制成变形的条纹图像，并被工业相机采集，然后利用每一幅图像上同一像素点对应的灰度值计算该像素点的相位值，从而提取出全场相位分布在[-π,π]区间的截断相位(主值相位)。理论上，设计并投影多幅数字正弦条纹模板，采用多步相移法可以削弱甚至消除因数字设备输入-输出产生的非线性相移误差和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四步相移的主值相位提取方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤1：设计四步相移且相移量互补的条纹图像，其数学模型为：/n

【技术特征摘要】
1.一种四步相移的主值相位提取方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：设计四步相移且相移量互补的条纹图像，其数学模型为：



式中：
In(x,y)为第n帧光栅条纹图像在像素(x,y)处的光强分布，n＝1，2，3，4；
(x,y)为第x列第y行的像素坐标，x＝1,2,…,Width，y＝1,2,…,Height；Width为设定的图像像素列数，Height为设定的图像像素行数；
A为条纹图像的平均灰度；B为条纹图像的调制灰度；
λ为一个条纹周期内的像素数；
α为不等于π(i-1)/2的任意相移量，i＝1,2,…；
str为条纹方向参数：若为横坐标x，条纹垂直；若为横坐标y，条纹水平；

【专利技术属性】
技术研发人员：卢津，孙惠斌，孔宪光，李渊，王富平，公衍超，
申请(专利权)人：西安邮电大学，西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61