[发明专利]一种基于黑色件结构光扫描的相位放大计算方法

权利要求书

1.一种基于黑色件结构光扫描的相位放大计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、对结构光进行预处理，获取多个移动波形；

B、根据步骤A中的移动波形生成多个投射光栅；

C、将步骤B中的投射光栅依次投影到黑色件上，并采用CCD相机分别捕捉黑色件表面图像；

D、将步骤C中黑色件表面图像的每个像素点的灰度值进行放大处理，具体包括以下分步骤：

D1、将步骤C中捕捉的多张黑色件表面图像按顺序排列作为初始图像序列；

D2、将步骤D1中初始图像序列的每张图像分别进行高斯金字塔分解处理，选取最上层图像，形成新的图像序列；

D3、将步骤D2中新的图像序列的图像中所有像素点由二维坐标系映射到一维坐标系，构建灰度值变化模型；

D4、对步骤D3中灰度值变化模型进行理想带通滤波处理，得到像素点变化灰度值；

D5、将步骤D4中像素点变化灰度值进行放大处理，并与步骤D3中灰度值变化模型进行相加，得到像素点放大后的灰度值；

D6、将步骤D5中放大后的像素点映射到二维坐标系，恢复各像素点在图像中的初始位置，得到灰度值放大后的图像序列；

E、根据步骤D放大处理后的像素点的灰度值计算各个像素点的相位。

2.如权利要求1所述的基于黑色件结构光扫描的相位放大计算方法，其特征在于，所述步骤A中结构光采用具有一定周期的正弦结构光。

3.如权利要求2所述的基于黑色件结构光扫描的相位放大计算方法，其特征在于，所述步骤A中对结构光进行预处理，获取多个移动波形具体为：

设定结构光初始波形的平移次数N，将结构光初始波形平移N次后回到初始状态，得到平移过程中的多个移动波形，并按照平移顺序依次标记为P₁,P₂,P₃...,P_N。

4.如权利要求3所述的基于黑色件结构光扫描的相位放大计算方法，其特征在于，所述步骤B中投射光栅的纵向像素点灰度值相同，横向像素点灰度值随移动波形变化。

5.如权利要求4所述的基于黑色件结构光扫描的相位放大计算方法，其特征在于，所述步骤C中黑色件表面图像的像素点灰度值表示为

其中，I(n)表示某一个像素点在第n幅图像J_n上的灰度值，A表示幅度比例因子，B表示与黑色件的基色相关的参量，ω₀表示平移过程中相邻两个波形的相移，Φ表示图像J_n上的结构光正弦波相位。

6.如权利要求1所述的基于黑色件结构光扫描的相位放大计算方法，其特征在于，所述步骤D3中构建的灰度值变化模型表示为

其中，x表示像素点在一维坐标系中的坐标，n表示图像序号，I(x,n)表示灰度值关于x和n的变化函数，f(x)表示灰度值关于x的变化函数，δ(n)表示与灰度值变化相关的位移函数。

7.如权利要求6所述的基于黑色件结构光扫描的相位放大计算方法，其特征在于，所述步骤D4中像素点变化灰度值表示为

其中，B(x,n)表示像素点变化灰度值。

8.如权利要求7所述的基于黑色件结构光扫描的相位放大计算方法，其特征在于，所述步骤D5中像素点放大后的灰度值表示为

其中，表示灰度值变化模型中像素点放大后的灰度值，α表示放大因子。

9.如权利要求8所述的基于黑色件结构光扫描的相位放大计算方法，其特征在于，所述步骤E根据步骤D放大处理后的像素点的灰度值计算各个像素点的相位的计算公式为

其中，a、b表示临时参数，M(n)表示像素点在第n幅图像J_n上的灰度值I(n)放大后的值，φ表示像素点的相位。