【技术实现步骤摘要】
一种高反光物体图像修复方法
[0001]本专利技术涉及三维视觉重建的
,更具体地,涉及一种高反光物体图像修复方法。
技术介绍
[0002]结构光三维重建具有效率和精度高、非接触等特点,现已广泛应用于机械制造、文物修复、电子元件检测等领域。格雷码具有解码效率高、计算方便、误差不易累积等特点,是结构光的常用编码方法,被广泛应用于结构光的三维点云重建。但在反光物体成像时,结构光照射在非朗伯表面后,反射光强超出传感器成像动态范围,引发局部像素失真,解码误差增大,重建效果较差。为此,相关学者提出了改造照明条件、融合多视角图像、提取高亮特征等方法。
[0003]改造照明条件的主要思想是修改投影图案编码规则,使得在相同像素内包含更多特征信息。多视角图像融合则是利用视差的特性,拼接不同视角下多套设备获取的点云。上述两类方法能较好地解决针对具体重构场景的图像局部像素失真问题,但未能解决光源多重反射带来的干涉问题,即光线经过表面反射和透镜折射后出现弥散现象,投影仪中单个微镜晶片发出的光对传感器目标像元影响周围区域成像。提取高亮特征 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高反光物体图像修复方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:使用张正友立体标定法,获取三维传感器的内外参矩阵;S2:对三维传感器进行光强标定,所需格雷码阶数为N,将灰阶卡置于相机成像范围内,投影仪分别投射全亮、全暗以及格雷码第N阶次的互补码,得到全亮图像、全暗图像以及格雷码互补码图像;S3:根据灰阶卡离散变化的真实灰度,对全亮图像相应处的像素值进行匹配,然后利用最大阈值法提取全亮图像、全暗图像以及格雷码互补码图像中过曝像素位置,并记录对应灰阶卡处的真实灰阶;S4:利用全亮图像、全暗图像以及格雷码互补码图像,求解光照亮度、物体灰度与图像灰度之间的关系,拟合出光源模型的参数;S5:将灰阶卡替换为待测物体,光源按顺序投射1张全亮图案、2N张互补格雷码和4张相移码,三维传感器同步取图,依次记为G0、G1、G2、
…
、G
n
;S6:提取全亮图G0、4张相移图G
i
(i=n
‑
3,
…
,n)中的过曝部分作为待修复区域,并记录投影白色光对应处待测物体未过曝部分的灰阶g1与图像坐标(u1,v1);S7:对步骤S6中各图像的过曝部分,使用全1卷积核提取出锯齿状边界像素坐标,并将过曝部分划分为亮暗交替的条纹区域;S8:根据步骤S4中的光源模型的参数,计算出图像过曝处的修正值,并对修正后的图像进行归一化处理,得到修复后图像S
i
(x,y);S9:通过四张相移图得到各像素点处的包裹相位再由格雷码解码后的相移阶次P,解出绝对相位并使用步骤S1中的内参矩阵,将绝对相位转为三维点云。2.根据权利要求1所述的高反光物体图像修复方法,其特征在于,步骤S2中,所需格雷码的阶数N的计算过程为:式中,W
p
为投影水平方向的像素数;T为相移光栅单个周期包含的投影仪像素数量;为向上取整符号,返回不小于内部数值的最小整数。3.根据权利要求1所述的高反光物体图像修复方法,其特征在于,步骤S4中,拟合光源模型的过程包括:S41:建立光源模型;S42:求解光源模型。4.根据权利要求3所述的高反光物体图像修复方法,其特征在于,建立光源模型的具体过程包括:S411:对投影图像的灰度值求均值,得到投影的整体等效灰度B
w
:式中,W
p
为投影水平方向的像素数;H
p
为投影竖直方向的像素数;u为图像坐标系下的水
平坐标;v为图像坐标系下的竖直坐标;B(u,v)为像素点对应投影图案处的灰度值;S412:计算图像各像素点(x,y)处的理论光强增益I
w
(x,y):式中,k为投影光源整体感...
【专利技术属性】
技术研发人员:吕盛坪,熊伟,李鑫,金鸿,丁克,信德全,赵贺杰,欧阳斌,张胡成,
申请(专利权)人:佛山显扬科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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