[发明专利]一种反向抵消非线性误差的彩色数字光栅编码方法

摘要

本发明公开了一种反向抵消非线性误差的彩色数字光栅编码方法，该方法包括以下步骤：投影彩色R\G\B单通道数字光栅、进行R\G\B通道标定，计算相应通道的串扰系数、投影RGB混合通道彩色数字光栅、采集图像、获得相位信息和重建三维形貌。相比于传统的彩色数字光栅多投影了一张相位差半个周期的同频图像，该方法通过将高、中、低三个频率，相位差2π/3的数字光栅压制在RGB三通道中生成高、中、低频彩色条纹图，又将其中的高频相位偏移设置为π/3另外生成一幅彩色条纹图，利用信号半个周期抵消原理可以有效地抑制和修正非线性误差。在保证数字光栅三维测量中本身的精度和优点下，投影更少的图片，同时还对投影仪不可避免的Gamma误差进行消除。本发明方法由一个彩色图像中可以提取多个条纹，并且利用半周期反向补偿法抵消非线性误差，有效地提高了三维测量的速度，可以应用于快速三维测量领域。

主权项

1.一种反向抵消非线性误差的彩色数字光栅编码方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：将高、中、低(P1、P2、P3)三个频率，相位差2π/3的相移条纹分别压制在R\G\B三个通道中。选择高频率组的三个通道条纹图投影于白色平面，分别采集R\G\B三个通道图像；步骤2：根据步骤1中采集的图像进行通道分离，P1组分别分离到R\G\B三个通道中，得到9张单通道图像，进行串扰系数的标定并计算R‑G串扰系数a和G‑R串扰系数b；步骤3：将频率为P1、P2、P3且相位差2π/3的相移条纹压制在RGB混合通道中(投影图像1、投影图像2、投影图像3)。取高频(P1)组条纹进行半个周期π/3的相位偏移，再次压制在RGB通道中(投影图像4)。至此，完成彩色光栅条纹编码，即得到4幅彩色编码投影图像；步骤4：将投影图像1、投影图像2、投影图像3和投影图像4分别通过投影仪投影到物体表面，并通过彩色相机采集图像，获得采集图像1、采集图像2、采集图像3和采集图像4；步骤5：根据步骤4中采集得到的4幅彩色图像，分别进行R\G\B通道分离，获得4*3＝12幅黑白图像，根据所求的串扰系数a和b对各图像的强度补偿；步骤6：根据步骤2中计算的串扰系数a、b对步骤5中分离通道获得的12幅图像进行光强和补偿。通过由采集图像1和采集图像4分离而得的2*3＝6幅图像进行反向抵消非线性误差计算，得到补偿过后的高频(P1)包裹相位PHI_1。步骤7：根据步骤6中计算的包裹相位PHI_1,结合中频(P2)、低频(P3)得到的包裹相位PHI_2和PHI_3进行相位展开即可得到绝对相位，进而重建三维形貌。