[发明专利]条纹图像能量提取方法、存储介质和能量提取系统

权利要求书

1.基于交叉功率谱的条纹图像能量提取方法，其特征在于，提取方法包括以下步骤：

步骤S1、通过投影仪将条纹光强为I(x,y)条纹投射到漫反射白板上，并用相机拍摄条纹图像，(x,y)为像素坐标；

步骤S2、求解条纹图像的包裹相位图；

步骤S3、将包裹相位图通过欧拉公式转成cis格式，并进行傅里叶变换得到其中，表示求解的相位值，带有符号^的变量表示观测值；

步骤S4、计算n倍相位的共轭傅里叶变换

步骤S5、根据傅里叶正交性，定义并计算极次的交叉功率谱R，其中

式中，n表示谐波次数；

步骤S6、根据能量函数计算极次谐波的能量总和E，以此评价条纹投射的非线性响应。

2.根据权利要求1所述的条纹图像能量提取方法，其特征在于：步骤S1中，所述条纹光强I(x,y)用N帧相移算法表示为：

式中，I_n(x,y)为光强，a(x,y)为背景项，b(x,y)表示调制度、即信号的幅值，表示真值相位，δ_n表示相移量，N表示相移步数且为≥3的正整数。

3.根据权利要求2所述的条纹图像能量提取方法，其特征在于：步骤S2中的包裹相位步骤包括：

S21、根据式1将提取出来，求取条纹图像相位：

S22、根据式2求取相位和调制度，获得包裹相位：

式中，c₁、c₂求解公式为：

4.根据权利要求1所述的条纹图像能量提取方法，其特征在于：步骤S3包括：

S31、将式3的包裹相位用包裹展开算法得到去包裹相位，带入式1获得初始相位的光强I’：

式中，带有符号^的变量表示该量的观测值，b_i为第i次谐波的能量，为真值相位；

S32、欧拉简化，根据欧拉公式，将坐标(x,y)省略变换为：

S33、欧拉光强傅里叶变换得

F(ξ,η)＝A(ξ,η)+C₁(ξ-f_x,η-f_y)+C₁(ξ+f_x,η+f_y)+…C_i(ξ-f_x,η-f_y)+C_i(ξ+f_x,η+f_y)+…式7；

式6和式7中，F(ξ,η)为I′的傅里叶变换，A(ξ,η)为背景项a的傅里叶变换，C_i为第i次谐波产生的频谱，为C_i的共轭。

5.根据权利要求1所述的条纹图像能量提取方法，其特征在于：步骤S6中通过计算极次谐波的能量总和E，能量总和E表示如下：

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于：所述计算机指令运行时执行权利要求1-5任一项所述的方法。

7.一种三维成像中条纹投射能量提取系统，其特征在于：系统包括计算机(1)、相机(2)、投影仪(3)和漫反射白板(4)，所述相机(2)和投影仪(3)与计算机(1)电讯连接；

所述计算机(1)包括预存储模块、中继存储模块、图像处理模块和图像输出模块；

其中，在所述预存储模块中存储带有特征信息的条纹图像和系统参数，并将条纹图像发送给投影仪(3)投影，将系统参数发送给图像处理模块；

其中，在所述中继存储模块中存储由相机(2)采集漫反射白板(4)经投射图像后的图像；

其中，图像处理模块对经漫反射白板(4)后的条纹图像进行图像数据处理，运行权利要求1-5任一项所述的方法提取各极次谐波的能量。