[发明专利]一种基于质量图区域分割的快速相位展开方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机测量技术领域，具体涉及一种基于质量图区域分割的快速相位展开方法。

背景技术

结构光视觉测量是一种新的物体三维表面形状的测量方法，以非接触、方便快速、较高的精度等特点，近年来在工业检测、虚拟现实、文物保护和医学工程等领域得到了广泛的应用。结构光视觉测量系统一般由投射装置、摄像机、图像处理系统组成。结构光视觉测量的原理是将一幅或多幅编码模式投影到测量场景，用摄像机捕获场景的投影图像，然后通过对投影模式与解码模式对应点的匹配，利用三角法得出深度信息，从而获取三维信息。结构光三维检测的一个重要问题是相位展开算法。

相位展开算法在非接触光学轮廓检测中起着非常重要的作用，直接从相位图中获得的相位在π到-π之间，其称为包裹相位。需要选取一种合适的相位展开算法来获得对应的绝对相位。使用相位展开技术可以得到相位分布的自然范围。相位展开即是要在各个像素上增加2π的未知整数倍。对于理想的包裹相位图，相位展开是与路径无关的。而在实际应用中由于局部阴影，低条纹调制质量，不规则的表面亮度，边缘的不连续性和欠采样等情况在获得的条纹图案中经常出现，导致了相位展开是一个路径相关的困难问题。

针对上述的一些问题，本发明提出了一些改进方法。由包裹相位求取绝对相位本质上是个积分问题，积分路径的选择是个关键问题，选择不同的积分路径，得到相位展开的结果也是不同的。如果先展开包裹相位精度差的点，那么计算误差会传递到接下来的求解过程中。最直观的情况是先展开包裹相位精度高的点，之后依次展开包裹相位精度低的点。因此选择使用质量图对包裹相位精度进行量化。

按照质量值的由低到高将质量图分成不同的区域，对每个区域单独进行相位展开。独立相位展开后将各相位展开后的区域进行合并。最终得到完整的相位展开图像。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高精度及运行速度的基于质量图区域分割的快速相位展开方法。

本发明的目的是这样实现的：

步骤1：使用投影仪将正弦光栅投影到目标物体上，通过摄像机捕获处理得到包裹相位图；

步骤2：根据包裹相位图计算质量图，使用相位微分差分算法对质量图进行滤波，通过质量图来评价包裹相位精度的高低：

qmin=Σi=m-k2m+k2Σj=n-k2n+k2(Δi,jx-Δ‾m,nx)2+Σi=m-k2m+k2Σj=n-k2n+k2(Δi,jy-Δ‾m,ny)2k×k,]]>