一种基于相位修复的高动态范围结构光三维成像方法和系统技术方案

技术编号:41066251 阅读:21 留言:0更新日期:2024-04-24 11:20
一种基于相位修复的高动态范围结构光三维成像方法和系统,其方法包括:向待测物体投射多个频率的相移条纹图案;计算相移条纹图的过曝点确定过曝区域,从相位主值图中截取待修复的局部相位图,送入相位修复网络进行修复;相位修复分成两个阶段,在第一个阶段,将待修复的相位图输入到第一个网络得到修复完整的相位周期边界图,在第二个阶段,将修复完整的相位周期边界图输入到第二个网络得到修复完整的相位图;再根据双目结构光三维成像原理,最终获得待测物体表面的三维轮廓数据。本发明专利技术解决了因过曝而引起相位缺失导致成像不全的问题,相较于其它方法既不增加拍照次数也不改变硬件结构,且具有更强的鲁棒性及适用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及结构光三维成像领域,具体为一种基于深度学习相位修复的高动态范围三维成像方法和系统。


技术介绍

1、结构光三维成像技术是一种辅以光源投射结构化图案的光学测量方法。数字条纹投影轮廓术作为最常见的结构光三维成像方法,具有成像速度快、精度高、点云稠密等优点,广泛应用于尺寸测量、缺陷检测、定位引导、逆向工程等方向。但在工业应用场景中,由于复杂的光照条件以及金属、塑料等材质表面易反光,相机采集到的条纹图案容易出现局部过曝光,导致条纹强度饱和而丢失有效信息,最后重构出的三维数据存在缺失。

2、高动态范围三维成像旨在更准确地捕捉和呈现具有广泛亮度范围的三维场景,现有的高动态范围三维成像方法主要有:(1)多重曝光。通过调整相机或投影光机曝光时间获取一系列不同曝光时间下的条纹图,通过图像融合获得一幅更高动态范围的图像,这种方法会增加拍照次数及处理的数据量,影响速度;(2)偏振滤光。通过使用偏振滤光片或偏振片来调整光束的偏振状态,抑制镜面反射,消除图像饱和度,这种方法会提高结构复杂性,增加硬件成本;(3)图像修复。利用图像处理的方法,在像素层面上对过曝本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于相位修复的高动态范围结构光三维成像方法,应用于高反光材质表面的结构光三维成像方法,所用的系统包括通信连接的投影仪、图像采集装置及计算机,其特征在于,方法包括以下步骤:

2.如权利要求1的一种基于相位修复的高动态范围结构光三维成像方法,其特征在于,步骤一中投影仪所投射相移条纹的光强函数如下:

3.如权利要求1的一种基于相位修复的高动态范围结构光三维成像方法,其特征在于,步骤二中过曝点是通过判断相移条纹图中各像素点的灰度值是否大于预设的灰度值来确定的,对相移条纹图进行二值化处理,得到对应的过曝标签二值图。

4.如权利要求1的一种基于相位修复的高...

【技术特征摘要】

1.一种基于相位修复的高动态范围结构光三维成像方法,应用于高反光材质表面的结构光三维成像方法,所用的系统包括通信连接的投影仪、图像采集装置及计算机,其特征在于,方法包括以下步骤:

2.如权利要求1的一种基于相位修复的高动态范围结构光三维成像方法,其特征在于,步骤一中投影仪所投射相移条纹的光强函数如下:

3.如权利要求1的一种基于相位修复的高动态范围结构光三维成像方法,其特征在于,步骤二中过曝点是通过判断相移条纹图中各像素点的灰度值是否大于预设的灰度值来确定的,对相移条纹图进行二值化处理,得到对应的过曝标签二值图。

4.如权利要求1的一种基于相位修复的高动态范围结构光三维成像方法,其特征在于,步骤三中相位主值图计算公式如下:

5.如权利要求1的一种基于相位修复的高动态范围结构光三维成像方法,其特征在于,步骤三中相位过曝区域由同一频率的相移条纹图对应的n张过曝标签二值图进行求并集得到完整的相位过曝mask:

6.如权利要求1的一种基于相位修复的高动态范围结构光三维成像方法,其特征在于,步骤四中所述的相位修复网络包括以下步骤:

7.如权利要求6的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙毅林庆晓
申请(专利权)人:浙江工业大学
类型:发明
国别省市:

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