一种基于质量引导的枝切线相位解包裹方法技术

本发明专利技术涉及一种基于质量引导的枝切线相位解包裹方法，属于结构光精密测量技术领域。本发明专利技术首先利用包裹相位的二阶微分作为残差检测原理的补充条件，把包裹相位二阶微分中的跳跃点视为无极性残差点。然后利用调制度作为残差点有效性的判断依据，把低调制度的残差点视为具有更高的有效性。根据残差点的有效性进行局部优化以降低残差点的密度，然后由优化后的等效残差点设置枝切线。本发明专利技术采用调制度计算像素点的质量，然后采用基于质量引导相位解包裹方法。在相位解包裹过程中路径绕开枝切线的同时优先处理高质量区域的像素点。本发明专利技术方法与现有的枝切法相位解包裹技术相比，处理效率和精度更高。率和精度更高。率和精度更高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于质量引导的枝切线相位解包裹方法


[0001]本专利技术涉及一种基于质量引导的枝切线相位解包裹方法，属于结构光精密测量


技术介绍

[0002]相位测量轮廓术，是一种通过把结构光投影在被测物体表面，从受物体表面调制生成的变形条纹图中提取相位信息，然后再利用高度和相位的映射关系获取物体三维形貌的测量技术。因为其具有无接触、测量精度高、速度快等优点已经被广泛应用于许多研究领域。然而，相位进行提取过程中使用到反正切函数导致真实相位值被截断在
‑
π～π之间。所以，为了获取真实相位必须执行相位展开操作,并且相位展开的精度直接影响测量精度。由于受到噪声、欠采样，相位信息缺失等影响，相位展开时会出现误差传播。目前现有的相位解包裹技术主要分为路径相关法及路径无关法，路径相关法主要把相位解包裹转化为目标函数的优化问题，其精度较低且计算量较大。路径无关法主要通过设置不同的路径以减小误差的传播，精度较高，但现有的路径相关解包裹技术只能阻挡部分误差传播。因此，如何降低噪声等对相位解包裹的影响是至关重要的。
专利
技术实现思路

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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于质量引导的枝切线相位解包裹方法，其特征在于：包括如下具体步骤：Step1、K步相移法提取待测物体的包裹相位值；Step2、利用正弦条纹图的调制度计算像素点质量；Step3、根据残差理论提取正负残差点；Step4、计算包裹相位的二阶微分值，把高跳跃点设置为无极性残差点；Step5、根据正弦条纹图的调制度计算残差点的有效性，把低调制度区域的残差点视为具有更高的有效性，根据残差点的有效性依次对残差点进行局部优化操作；Step6、根据优化后的等效残残差点设置枝切线；Step7、基于像素点质量引导相位解包裹，相位解包裹路径绕开枝切线的同时优先处理高质量区域的像素点。2.根据权利要求1所述的基于质量引导的枝切线相位解包裹方法，其特征在于：所述步骤Step1中采用K步相移法提取包裹相位值，需要提前获取K副待测物体的正弦条纹图，每副条纹图初始相位相差360/K度，其计算的具体公式如下：其中，Phi(m，n)表示像素点(m，n)处的包裹相位，A
i
(m，n)表示像素点(m，n)处的光强，K表示提取包裹相位时所需条纹图数量，且K值不小于3。3.根据权利要求1所述的基于质量引导的枝切线相位解包裹方法，其特征在于：所述步骤Step2中利用正弦条纹图的调制度计算像素点质量，其具体计算公式如下：其中，Mod(m，n)表示像素点(m，n)处的调制度，A
i
(m，n)表示像素点(m，n)处的光强。4.根据权利要求1所述的基于质量引导的枝切线相位解包裹方法，其特征在于：所述步骤Step3中，对提取到的包裹相位利用残差理论识别出正负残差点。5.根据权利要求1所述的基于质量引导的枝切线相位解包裹方法，其特征在于：所述步骤Step4中，计算包裹相位的二阶微分值，按照包裹相位的二阶微分值进行排序，取数值最大的X个点设置为无极性残差点，计算如下：其中，Phi(m+j，n+j)，j∈{
‑
1，0，1}分别表示各像素点处的包裹相位，Phi
diff
(m，n)表示像素点(m，n)处包裹相位的二阶微分，W[
·
]表示包裹算子，通过对其内数值加减2π的整数倍数，使其满足
‑
π≤W[a]≤π。6.根据权利要求1所述的基于质量引导的枝切线相位解包裹方法，其特征在于：所述步骤Step5的具体优化过程如下：按照残差点的有效性依次进行局部优化，以有效性最高的残差点为中心放置一个大小
为s
×
s的窗口，遍历窗口内残差点，如果发现残差点，计算残差点极性的累加值，遍历结束后根据P值用等效点代替该窗口内的所有残差点，当P为正时，用一个极性为正的残差点作为等效点放置在有效性最高的位置处代替整个局部内所有的残差点，同理，当P为负时，用一个极性为负的残差点作为等效点，当P值为零，用一个无极性残差点作为等效点：式中：P代表所有残差点的极性总和，k表示窗口内...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文国，太曼力，刘韬，仲永鹏，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：