[发明专利]一种基于高动态范围的三维重建方法

权利要求书

1.一种基于高动态范围的三维重建方法，其特征在于，所述的三维重建方法包括以下步骤：

S1、调整摄像机和投影仪的角度，将一定光栅周期的正弦条纹投影到被重建物体的表面上，通过摄像机对被重建物体拍下N张不同曝光度的条纹图像，N为大于1的整数；

S2、对N张不同曝光度的条纹图像建立权重图：第k张条纹图像I_k对应的权重图W_k的第i行第j列处的值W_k(i,j)表示为：

其中，C_k(i,j)表示位于条纹图像I_k第i行第j列的像素点的对比度，E_k(i,j)表示位于条纹图像I_k第i行第j列的像素点的曝光适当度，W_c为对比度权重系数，取值为大于0的常数，W_e为曝光适当度权重系数，取值为大于0的常数；

S3、对每张条纹图像和对应的权重图建立高斯金字塔：条纹图像I_k的高斯金字塔以条纹图像I_k为高斯金字塔的最低的一级，记为条纹图像I_k对应的权重图W_k的高斯金字塔以权重图W_k为高斯金字塔的最低的一级，记为条纹图像I_k的高斯金字塔的第L级的第i行第j列处的值表示为：

其中，L的取值范围为{1,2,...,N_g-1}，h_g是一个5×5的高斯核矩阵，表示为：

其中，h_g(r,l)表示h_g的第r+2行第l+2列处的值，对应的权重图的高斯金字塔第L级的第i行第j列处的值表示为：

其中，的行列数与的行列数相同，的行数为的行数的50％，的列数为的列数的50％；

S4、将进行内插，在的偶数行后和偶数列后插入0，使的行数和列数增加一倍，得到行列数和一致的再建立条纹图像I_k的拉普拉斯金字塔的第L级的第i行第j列处的值表示为：

当0＜L＜N_g时

当L＝0时

其中，表示的第i行第j列处的值，N_g为权重图的高斯金字塔的级数；

S5、对图像金字塔进行融合，得到高动态范围条纹图像；

S6、对高动态范围条纹图像进行三维重建，得到被重建物体的三维信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于高动态范围的三维重建方法，其特征在于，所述的步骤S2过程如下：

S21、使用对比度矩阵h_c对条纹图像I_k进行卷积操作，计算出位于条纹图像I_k的第i行第j列的像素点的对比度C_k(i,j)，表示为：

其中，I_k(i,j)为条纹图像I_k第i行第j列的像素点的值，h_c(r,l)为h_g的第r+1行第l+1列处的值，对比度矩阵h_c表示为：

S22、计算出位于条纹图像I_k的第i行第j列的像素点的曝光适当度E_k(i,j)，表示为：

其中，σ为取值大于0的常数。