一种实现双目相位计算算法的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种实现双目相位计算算法的方法及装置，包括如下步骤，双目相机拍摄物体，获取左右拍摄图像；将获取的左右拍摄图像通过相移法求得对应截断相位图和其对应的截断相位模板图；将求得的每点截断相位图沿时间轴上进行展开，获得每个点在时间坐标上的相位展开图和其对应的相位展开模板图;对相位展开图和相位模板图进行相位修正和模板修正，滤除相位展开图中相位值过大的点，得到最终的相位图和相位模板图；装置包括图像采集装置、相位计算装置和相位输出装置；本发明专利技术将寻找同名点的操作转化为寻找两幅图像中相等相位值的硬件实现方法，大大简化了同名点的寻找过程，功耗低，速度快。速度快。速度快。

【技术实现步骤摘要】
一种实现双目相位计算算法的方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种实现双目相位计算算法的方法及装置，属于视觉相关


技术介绍

[0002]现有技术中，双目相位展开算法进行三维重建都是基于软件算法实现；基于双目算法进行三维重建，即从获取图像到重现三维模型的过程，其主要过程包括寻找左右两幅图像的同名点，求取左右两幅图像间的视差，由视差计算点云坐标，但是，同名点的寻找过程十分复杂，对于相关技术及设备要求都很高，整个实现过程功耗高、速度慢，因此，如何进行简化，提升效率是一个需要解决的难题。

技术实现思路

[0003]针对上述存在的技术问题，本专利技术的目的是：提出了一种实现双目相位计算算法的方法及装置，简化三维重建系统，提升效率。
[0004]本专利技术的技术解决方案是这样实现的：一种实现双目相位计算算法的方法，包括如下步骤，S100，双目相机拍摄打了不同频率的条纹光的物体，获取左右拍摄图像；S200，将获取的左右拍摄图像通过相移法求得对应截断相位图和其对应的截断相位模板图；S300，将求得的每点截断相位图沿时间轴上进行展开，获得每个点在时间坐标上的相位展开图和其对应的相位展开模板图；S400，对相位展开图和相位模板图进行相位修正和模板修正，滤除相位展开图中相位值过大的点，得到最终的相位图和相位模板图。
[0005]优选的，在S100中，所述获取左右拍摄图像中包含t个不同频率；每个所述不同频率中包含n帧条纹图；所述获取左右拍摄图像共计包含t*n帧条纹图。
[0006]优选的，每个所述获取的左右拍摄图像包含左右各12帧条纹图，频率分别为1、s、 ，为最大条纹数，其中每个频率为4帧条纹图，条纹图的相移步距为优选的，在S200中，通过相移法，求左右拍摄图像中条纹对应的相位角度变化，即将4帧相同条纹数目图像转化为一幅对应的截断相位值范围在[
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π:π]的截断相位图和对应截断相位模板图。
[0007]优选的，在S300中，通过将相移法计算得到截断相位值沿时间轴对每个像素逐一进行相位展开，即由截断的在[
‑
π:π]范围内的相位值扩大到相应范围连续的相位值，截断相位图展开成一幅时间轴上连续的相位展开图和其对应的相位展开模板图。
[0008]为了进一步的增大保护范围，提出一种实现双目相位计算算法的装置，包括图像采集装置、相位计算装置和相位输出装置；所述图像采集装置获取左右拍摄图像并发送至相位计算装置进行图像处理；所述相位计算装置包括截断相位计算模块、相位展开计算模块和斜率约束模块；
所述截断相位计算模块接收图像采集装置发送的左右拍摄图像，对其进行截断相位计算处理；所述相位展开计算模块将截断相位计算模块处理后的左右拍摄图像进行相位展开处理；所述斜率约束模块将相位展开计算模块处理后的左右拍摄图像进行修正，并输出相位展开图至相位输出装置；所述相位输出装置接收相位计算装置处理完成后的相位展开图，并输出显示。
[0009]优选的，所述图像采集装置为双目相机。
[0010]优选的，所述截断相位计算模块由灰度差值计算DSP单元、截断相位查找表和调制度查找表组成；所述灰度差值计算DSP单元实现同频下一组灰度图像对应点的灰度差值计算；所述截断相位查找表和调制度查找表用于查询截断相位值和调制度值。
[0011]优选的，所述相位展开计算模块包括相邻两组截断相位同一点相位差计算DSP单元、table
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N查找表、table
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2πN查找表、最小二乘法计算DSP单元和斜率约束模块；所述相邻两组截断相位同一点相位差计算DSP单元截断相位图的同一个点上的截断相位模板值为非零的截断相位值；所述table
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N查找表和table
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2πN查找表实现N和2πN的计算；所述最小二乘法计算DSP单元用于求得最小二乘拟合斜率k和标准差d；所述斜率约束模块滤除标准差d大于设定值的点，对相位展开模板值进行修订。
[0012]由于上述技术方案的运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术的一种实现双目相位计算算法的方法及装置，将寻找同名点的操作转化为寻找两幅图像中相等相位值的硬件实现方法，即相位计算算法，大大简化了同名点的寻找过程，实现双目相机拍摄到条纹光图像的左右各12帧图像的相位展开计算，功耗低，速度快。
附图说明
[0013]下面结合附图对本专利技术技术方案作进一步说明：附图1为本专利技术的一种实现双目相位计算算法的方法的相位展开和斜率约束原理图；附图2为本专利技术的一种实现双目相位计算算法的方法的截断相位计算原理图；附图3为本专利技术的一种实现双目相位计算算法的装置的结构框图；附图4为本专利技术的一种实现双目相位计算算法的装置中相位计算装置示意图。
具体实施方式
[0014]下面结合附图来说明本专利技术。
[0015]实施例一如附图1、2所示为本专利技术所述的一种实现双目相位计算算法的方法，包括如下步骤，S100，双目相机拍摄打了不同频率的条纹光的物体，获取左右拍摄图像；所述获取左右拍摄图像中包含t个不同频率；每个所述不同频率中包含n帧条纹图；所述获取左右拍摄图像共计包含t*n帧条纹图；每个所述获取的左右拍摄图像包含左右各12帧条纹图，频率分别为1、s、
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，为最大条纹数，其中每个频率为4帧条纹图，条纹图的相移步距为 ；
S200，将获取的左右拍摄图像通过相移法求得对应截断相位图和其对应的截断相位模板图；通过相移法，求左右拍摄图像中条纹对应的相位角度变化，即将4帧相同条纹数目图像转化为一幅对应的截断相位值范围在[
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π:π]的截断相位图和对应截断相位模板图；S300，将求得的每点截断相位图沿时间轴上进行展开，获得每个点在时间坐标上的相位展开图和其对应的相位展开模板图；通过将相移法计算得到截断相位值沿时间轴对每个像素逐一进行相位展开，即由截断的在[
‑
π:π]范围内的相位值扩大到相应更大范围连续的相位值，截断相位图展开成一幅时间轴上连续的相位展开图和其对应的相位展开模板图；S400，对相位展开图和相位模板图进行相位修正和模板修正，滤除相位展开图中相位值过大的点，得到最终的相位图和相位模板图。
[0016]实施例二为了进一步的增大保护范围，如附图3、4所示的一种实现双目相位计算算法的装置，包括图像采集装置、相位计算装置和相位输出装置；所述图像采集装置为双目相机；所述图像采集装置获取左右拍摄图像并发送至相位计算装置进行图像处理；所述相位计算装置包括截断相位计算模块、相位展开计算模块和斜率约束模块；所述截断相位计算模块接收图像采集装置发送的左右拍摄图像，对其进行截断相位计算处理；所述相位展开计算模块将截断相位计算模块处理后的左右拍摄图像进行相位展开处理；所述斜率约束模块将相位展开计算模块处理后的左右拍摄图像进行修正，并输出相位展开图至相位输出装置；所述截断相位计算模块由灰度差值计算DSP单元、截断相位查找表和调制度查找表组成；所述灰度差本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现双目相位计算算法的方法，其特征在于：包括如下步骤，S100，双目相机拍摄打了不同频率的条纹光的物体，获取左右拍摄图像；S200，将获取的左右拍摄图像通过相移法求得对应截断相位图和其对应的截断相位模板图；S300，将求得的每点截断相位图沿时间轴上进行展开，获得每个点在时间坐标上的相位展开图和其对应的相位展开模板图；S400，对相位展开图和相位模板图进行相位修正和模板修正，滤除相位展开图中相位值过大的点，得到最终的相位图和相位模板图。2.如权利要求1所述的一种实现双目相位计算算法的方法，其特征在于：在S100中，所述获取左右拍摄图像中包含t个不同频率；每个所述不同频率中包含n帧条纹图；所述获取左右拍摄图像共计包含t*n帧条纹图。3.如权利要求1或2所述的一种实现双目相位计算算法的方法，其特征在于：每个所述获取的左右拍摄图像包含左右各12帧条纹图，频率分别为1、s、， 为最大条纹数，其中每个频率为4帧条纹图，条纹图的相移步距为。4.如权利要求3所述的一种实现双目相位计算算法的方法，其特征在于：在S200中，通过相移法，求左右拍摄图像中条纹对应的相位角度变化，即将4帧相同条纹数目图像转化为一幅对应的截断相位值范围在[
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π:π]的截断相位图和对应截断相位模板图。5.如权利要求4所述的一种实现双目相位计算算法的方法，其特征在于：在S300中，通过将相移法计算得到截断相位值沿时间轴对每个像素逐一进行相位展开，即由截断的在[
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π:π]范围内的相位值扩大到相应范围连续的相位值，截断相位图展开成一幅时间轴上连续的相位展开图和其对应的相位展开模板图。6.一种实现双目相位计算算法的装置，其特征在于：包括图像采集装置、相位计算装置和相位输出装...

【专利技术属性】
技术研发人员：王相如，刘欣，
申请(专利权)人：中科融合感知智能研究院苏州工业园区有限公司，
类型：发明
国别省市：