【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像处理，一种基于多频相位移动的结构光三维成像方法及相关装置。
技术介绍
1、结构光编码法的三维重建技术是通过编码的方式对图像中的每个像素坐标进行标记，其重建过程为：首先将已编码好的结构光图案投射到目标物体上，同时由相机采集获得包含结构光图案的图像，而后经过计算机解码方案解码，最后结合标定好的系统参数，由光学三角测距原理获得物体的三维信息，从而重建物体的三维表面；使用结构光编码法能够缩短三维重建的时间，提高重建效率。
2、在结构光三维重建技术中，结构光编码和解码过程直接影响三维重建的速度，要实现快速的三维重建出现实中的虚拟三维模型，就需要高速的结构光编码和解码；结构光解码后提取条纹相位的准确性直接影响被测物体的三维重建结果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于多频相位移动的结构光三维成像方法及相关装置，可以快速获得高精度的相位值，同时实现快速的三维重建。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种基于多频相位移动的结构光三维成像方法，所述方法包括：
3、获得多频相位下采集的多张待处理光条纹图像数据，对所述多张待处理光条纹图像数据中每一张待处理光条纹图像数据中的每一个像素点进行格雷码编码处理，形成一组相位偏移光条纹图像数据；
4、基于预设算法对所述一组相位偏移光条纹图像数据进行图像预处理，获得预处理后的一组相位偏移光条纹图像数据；
5、基于预设解码算法对
6、基于所述绝对相位图像数据进行结构光三维几何重构处理，生成结构光对应的三维成像图。
7、可选的，所述对所述多张待处理光条纹图像数据中每一张待处理光条纹图像数据中的每一个像素点进行格雷码编码处理，形成一组相位偏移光条纹图像数据，包括：
8、获得预设数量的不同的格雷码编码，并基于不同的格雷码编码对所述多张待处理光条纹图像数据中每一张待处理光条纹图像数据中的每一个像素点进行格雷码编码处理，形成一组相位偏移光条纹图像数据，所述一组相位偏移光条纹图像数据为由多张待处理光条纹图像数据中的每一个像素点进行格雷码编码形成的编码图像生成的一维编码图像上将一位的编码扩展到一列的编码，从上往下为格雷码递增级数，每一级为一幅编码投影图案的组成的相位偏移光条纹图像数据形成。
9、可选的，所述基于预设算法对所述一组相位偏移光条纹图像数据进行图像预处理，获得预处理后的一组相位偏移光条纹图像数据，包括：
10、获得一组相位偏移光条纹图像数据中的所有像素灰度值中的最大灰度值和最小灰度值，并根据最大灰度值和最小灰度值对一组相位偏移光条纹图像数据中每一张相位偏移光条纹图像数据的当前灰度值进行归一化处理，获得一组归一化处理图像；
11、基于一组归一化处理图像中的像素灰度值归一化结果获得二值化阈值；
12、基于所述二值化阈值对一组归一化处理图像进行二值化处理，获得预处理后的一组相位偏移光条纹图像数据。
13、可选的，所述基于一组归一化处理图像中的像素灰度值归一化结果获得二值化阈值，包括：
14、获得所述像素灰度值归一化结果的每一个像素灰度值对应的归一化值；
15、在所述归一化值大于等于0.5时，将所述二值化阈值置为1；在所述归一化值小于0.5时，将所述二值化阈值置为0。
16、可选的，所述基于预设解码算法对预处理后的一组相位偏移光条纹图像数据进行解码处理，形成绝对相位图像数据，包括：
17、基于三步相移公式对预处理后的一组相位偏移光条纹图像数据中的每一个像素值进行相对相位计算处理，获得每一张相位偏移光条纹图像数据中每一个像素值对应的相对相位；
18、基于所述格雷码解码公式计算预处理后的一组相位偏移光条纹图像数据中的每一个像素值对应的格雷码编码值；
19、基于所述每一个像素值对应的相对相位和所述格雷码编码值利用高频条纹和低频条纹分别进行三步相位偏移计算，获得绝对相位图像数据。
20、可选的，所述基于所述绝对相位图像数据进行结构光三维几何重构处理，生成结构光对应的三维成像图，包括：
21、基于所述绝对相位图像数据进行点云生成处理，获得点云数据；
22、对所述点云数据依次进行降噪、平滑及空洞填补处理，获得处理后的点云数据；
23、基于曲面重建算法对处理后的点云数据进行三维几何重构处理，获得结构光对应的三维成像图。
24、可选的，所述基于所述绝对相位图像数据进行点云生成处理，获得点云数据，包括：
25、获得所述结对相位图像数据对应的相机的第一坐标系及投影义的第二坐标系，并将所述第一坐标系及所述第二坐标系转换至世界坐标系中；
26、通过所述相机的投影模型及所述投影仪的光线反射投影，计算出所述绝对相位图像数据在所述世界坐标系中的三维坐标数据；
27、基于所述相机的相机参数和所述投影仪的光线反射投影对所述绝对相位图像数据的特征点的距离和视察进行计算处理，获得所述绝对相位图像数据的特征点的视差数据和距离数据；
28、将所述特征点的视差数据和距离数据在所述三维坐标数据中进行连接处理，生成点云数据。
29、另外，本专利技术实施例还提供了一种基于多频相位移动的结构光三维成像装置，所述装置包括：
30、编码模块：用于获得多频相位下采集的多张待处理光条纹图像数据，对所述多张待处理光条纹图像数据中每一张待处理光条纹图像数据中的每一个像素点进行格雷码编码处理，形成一组相位偏移光条纹图像数据；
31、预处理模块：用于基于预设算法对所述一组相位偏移光条纹图像数据进行图像预处理，获得预处理后的一组相位偏移光条纹图像数据；
32、解码模块：用于基于预设解码算法对预处理后的一组相位偏移光条纹图像数据进行解码处理，形成绝对相位图像数据；
33、三维重构模块：用于基于所述绝对相位图像数据进行结构光三维几何重构处理，生成结构光对应的三维成像图。
34、另外，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述中任意一项所述的结构光三维成像方法。
35、另外，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
36、一个或多个处理器；
37、存储器；
38、一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个应用程序配置用于：执行根据上述中任意一项所述的结构光三维成像方法。
39、在本专利技术实施例中，通过对待处理光条纹图像数据进行格雷码编码，然后再进行相应的预处理，最后进行解码处理，即可得到绝对相位图像数据，最后再进行结构光三维几何重构处理；可以快速获得高精本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多频相位移动的结构光三维成像方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的结构光三维成像方法，其特征在于，所述对所述多张待处理光条纹图像数据中每一张待处理光条纹图像数据中的每一个像素点进行格雷码编码处理，形成一组相位偏移光条纹图像数据，包括：
3.根据权利要求1所述的结构光三维成像方法，其特征在于，所述基于预设算法对所述一组相位偏移光条纹图像数据进行图像预处理，获得预处理后的一组相位偏移光条纹图像数据，包括：
4.根据权利要求3所述的结构光三维成像方法，其特征在于，所述基于一组归一化处理图像中的像素灰度值归一化结果获得二值化阈值，包括：
5.根据权利要求1所述的结构光三维成像方法，其特征在于，所述基于预设解码算法对预处理后的一组相位偏移光条纹图像数据进行解码处理，形成绝对相位图像数据，包括：
6.根据权利要求1所述的结构光三维成像方法，其特征在于，所述基于所述绝对相位图像数据进行结构光三维几何重构处理，生成结构光对应的三维成像图，包括：
7.根据权利要求6所述的结构光三维成像方法，其特
8.一种基于多频相位移动的结构光三维成像装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任意一项所述的结构光三维成像方法。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于多频相位移动的结构光三维成像方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的结构光三维成像方法，其特征在于，所述对所述多张待处理光条纹图像数据中每一张待处理光条纹图像数据中的每一个像素点进行格雷码编码处理，形成一组相位偏移光条纹图像数据，包括：
3.根据权利要求1所述的结构光三维成像方法，其特征在于，所述基于预设算法对所述一组相位偏移光条纹图像数据进行图像预处理，获得预处理后的一组相位偏移光条纹图像数据，包括：
4.根据权利要求3所述的结构光三维成像方法，其特征在于，所述基于一组归一化处理图像中的像素灰度值归一化结果获得二值化阈值，包括：
5.根据权利要求1所述的结构光三维成像方法，其特征在于，所述基于预设解...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾春英，吴祖迥，彭坤旺，
申请(专利权)人：广州市斯睿特智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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