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一種基于質量圖區域分割的快速相位展開方法
【專利摘要】本發明屬于計算機測量【技術領域】，具體涉及一種基于質量圖區域分割的快速相位展開方法。本發明通過攝像機捕獲處理得到包裹相位圖；根據包裹相位圖計算質量圖；使用相位微分差分算法對質量圖進行濾波；自動獲得區域分割閾值；利用得到的閾值將包裹相位圖分成優先級不同的區域；采用簡單路徑跟蹤相位展開算法完成區域的相位展開；進行相位展開；按照優先級從高到低的順序，將相位展開后的組合并。本發明基于區域分割的簡單路徑跟蹤相位展開算法，能夠在盡量不降低相位展開精度的前提下提高相位展開的速度。該方法滿足結構光視覺三維測量的高精度，快速解纏，抗噪聲干擾等要求。
【專利說明】—種基于質量圖區域分割的快速相位展開方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于計算機測量【技術領域】，具體涉及一種基于質量圖區域分割的快速相位展開方法。
【背景技術】
[0002]結構光視覺測量是一種新的物體三維表面形狀的測量方法，以非接觸、方便快速、較高的精度等特點，近年來在工業檢測、虛擬現實、文物保護和醫學工程等領域得到了廣泛的應用。結構光視覺測量 系統一般由投射裝置、攝像機、圖像處理系統組成。結構光視覺測量的原理是將一幅或多幅編碼模式投影到測量場景，用攝像機捕獲場景的投影圖像，然后通過對投影模式與解碼模式對應點的匹配，利用三角法得出深度信息，從而獲取三維信息。結構光三維檢測的一個重要問題是相位展開算法。
[0003]相位展開算法在非接觸光學輪廓檢測中起著非常重要的作用，直接從相位圖中獲得的相位在η到-η之間，其稱為包裹相位。需要選取一種合適的相位展開算法來獲得對應的絕對相位。使用相位展開技術可以得到相位分布的自然范圍。相位展開即是要在各個像素上增加2 π的未知整數倍。對于理想的包裹相位圖，相位展開是與路徑無關的。而在實際應用中由于局部陰影，低條紋調制質量，不規則的表面亮度，邊緣的不連續性和欠采樣等情況在獲得的條紋圖案中經常出現，導致了相位展開是一個路徑相關的困難問題。
[0004]針對上述的一些問題，本發明提出了一些改進方法。由包裹相位求取絕對相位本質上是個積分問題，積分路徑的選擇是個關鍵問題，選擇不同的積分路徑，得到相位展開的結果也是不同的。如果先展開包裹相位精度差的點，那么計算誤差會傳遞到接下來的求解過程中。最直觀的情況是先展開包裹相位精度高的點，之后依次展開包裹相位精度低的點。因此選擇使用質量圖對包裹相位精度進行量化。
[0005]按照質量值的由低到高將質量圖分成不同的區域，對每個區域單獨進行相位展開。獨立相位展開后將各相位展開后的區域進行合并。最終得到完整的相位展開圖像。

【發明內容】

[0006]本發明的目的在于提供一種提高精度及運行速度的基于質量圖區域分割的快速相位展開方法。
[0007]本發明的目的是這樣實現的:
[0008]步驟1:使用投影儀將正弦光柵投影到目標物體上，通過攝像機捕獲處理得到包裹相位圖；
[0009]步驟2:根據包裹相位圖計算質量圖，使用相位微分差分算法對質量圖進行濾波，通過質量圖來評價包裹相位精度的高低:
[0010]
【權利要求】
1.一種基于質量圖區域分割的快速相位展開方法，其特征在于: 步驟1:使用投影儀將正弦光柵投影到目標物體上，通過攝像機捕獲處理得到包裹相位圖； 步驟2:根據包裹相位圖計算質量圖，使用相位微分差分算法對質量圖進行濾波，通過質量圖來評價包裹相位精度的高低:

【文檔編號】G01B11/25GK103913128SQ201410087942
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月12日 優先權日:2014年3月12日
【發明者】陸軍, 蘇航, 董東來, 李積江, 張鑫, 宋景豪, 彭仲濤, 劉偉, 華威, 寧召可 申請人:哈爾濱工程大學