[发明专利]基于绝对相位恢复的四步相移方法

摘要

一种基于绝对相位恢复的四步相移方法，属三维测量技术领域。由以下步骤组成：计算机生成隐含有绝对相位标识的光栅编码条纹图像；编码条纹图案的投射和被测物体图像的采集；根据调制度信息区分绝对相位标识；在标识区域内外分别使用不同的相位求解方法解相位。本方法相对其他的相位求解方法，相位的求解不需要单独投射附加的绝对相位标识图像，所需图像数量较少；相位求解的方法对绝对相位标识区域边界要求不严格，获取正确的绝对相位稳定性好；隐含的绝对相位标识特征明显，对比度较强，便于提取，而且其形式不受限制，满足不同的应用需求。

主权项

1.一种基于绝对相位恢复的四步相移方法，其特征在于由以下步骤组成：步骤1、计算机生成光栅编码条纹图像：通过程序编制生成四幅正弦编码条纹图像，图像的光强分布满足式(1)-(4),(1)(2)(3)(4)其中，、、、分别为第一、二、三、四幅光栅编码条纹图像中像素坐标为的光强灰度值,为背景光强，为条纹幅值；绝对相位标识图案设置在第一幅编码条纹图像的任一第条条纹中；为绝对相位标识系数，当且仅当且时，=0，否则，=1，表示坐标为的像素点所在的条纹的序号；为光栅编码条纹图像中坐标为的像素点的相位值，当编码条纹是水平条纹时，；当编码条纹是竖直条纹时，，为正弦编码条纹的周期；步骤2、编码条纹图案的投射和被测物体图像的采集：调整数字投影设备参数，将步骤1所述四幅正弦编码条纹图像按顺序依次通过数字式投影设备投射到被测物表面，并用数字相机按相应的顺序依次对被测物进行图像采集，获得四幅带有编码条纹的被测物体图像；步骤3、调制度求解：对步骤2采集的被测物体的四幅图像，提取四幅图像中同一位置点的像素灰度值、、、，根据公式(5)至(10)分别计算该位置点的像素的调制度和平均调制度；计算每个位置点的像素的调制度值：(5)计算每个位置点的像素的平均调制度值：用第2、3、4幅计算：(6)用第1、3、4幅计算：(7)用第1、2、4幅计算：(8)用第1、2、3幅计算：(9)平均调制度：(10)步骤4、分别对每个位置点的像素的和进行比较：凡是和不相等的，则表示该位置点的像素是组成绝对相位图案的像素，满足该条件的像素称为绝对相位位置区域以内的像素；凡是和相等的，则表示该位置点的像素不是组成绝对相位图案的像素，满足该条件的像素称为绝对相位位置区域以外的像素；步骤5、解相位：对绝对相位位置区域以外的每个像素，采用四步相移算法按公式(11)解相位；对绝对相位位置区域以内的每个像素，采用三步相移算法按公式(12)解相位，(11)(12) 。