[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

说明书

本发明公开了一种基于黑色件结构光扫描的相位放大计算方法，该方法包括结构光预处理，生成投射光栅，捕捉黑色件表面图像，将黑色件表面图像的每个像素点的灰度值进行放大处理，根据放大处理后的像素点的灰度值计算各个像素点的相位。本发明通过将投影光栅投影到黑色件表面进行捕捉图像，并将图像中的每个像素点的灰度值进行放大处理，利用放大后的像素点灰度值计算各个像素点的相位，能够减小噪声干扰，有效提高相位计算精度。

技术领域

本发明属于结构光处理技术领域，具体涉及一种基于黑色件结构光扫描的相位放大计算方法。

背景技术

对黑色件进行光栅三维扫描重建，需要对扫描物体投射一系列结构光光栅，光栅经物体表面调制后，被摄像头捕捉。关键核心技术在于精确得到黑色件成像上每个像素点的精确相位。如果直接使用摄像头所捕捉图像的像素灰度计算相位，会因为黑色件对光线的吸收，产生很大噪声，对相位的计算不准确，使得三维重建后的误差很大。

发明内容

本发明的发明目的是：为了解决现有技术中存在的以上问题，本发明提出了一种基于黑色件结构光扫描的相位放大计算方法。

本发明的技术方案是：一种基于黑色件结构光扫描的相位放大计算方法，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；

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。

进一步地，所述步骤A中结构光采用具有一定周期的正弦结构光。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，所述步骤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；