[發(fā)明專(zhuān)利]一種將De Bruijn彩色結(jié)構(gòu)光圖像轉(zhuǎn)化為賦權(quán)有向圖模型和賦權(quán)有向圖模型簡(jiǎn)化方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010160408.7
• 申請(qǐng)日: 2010-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101840575A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊華民;韓成;李明勛;范靜濤;陳純毅;丁瑩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)春理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/00;G06T7/40;G01B11/25
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1.一種將De?Bruijn彩色結(jié)構(gòu)光圖像轉(zhuǎn)化為賦權(quán)有向圖模型和賦權(quán)有向圖模型簡(jiǎn)化方法，其特征在于，該方法所需設(shè)備和實(shí)施步驟如下：

所需設(shè)備：所需設(shè)備由5部分組成：投影儀(1)，投影屏幕(2)，攝像機(jī)(3)，計(jì)算機(jī)(4)，待測(cè)物體(5)；投影儀(1)和攝像機(jī)(3)都通過(guò)電纜與計(jì)算機(jī)(4)連接；

實(shí)現(xiàn)步驟：

步驟1、在計(jì)算機(jī)(4)中，利用具有隨機(jī)特性與確定性的De?Brui?jn偽隨機(jī)序列，產(chǎn)生一幅7元3級(jí)De?Bruijn序列彩色結(jié)構(gòu)光編碼圖像，該圖像中任意相鄰兩條彩色條紋的顏色都不相同，并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)(4)中；

步驟2、計(jì)算機(jī)(4)通過(guò)投影儀(1)將步驟1中產(chǎn)生的De?Bruijn序列彩色結(jié)構(gòu)光編碼圖像經(jīng)過(guò)待測(cè)物體(5)調(diào)制后投影到投影屏幕(2)上，生成調(diào)制后的投影圖像；

步驟3、計(jì)算機(jī)(4)通過(guò)攝像機(jī)(3)拍攝步驟2生成的調(diào)制后的投影圖像，得到彩色結(jié)構(gòu)光編碼圖片；

步驟4、計(jì)算機(jī)(4)采用傳統(tǒng)的canny算法提出步驟3得到的彩色結(jié)構(gòu)光編碼圖片中每條彩色條紋的上邊界和下邊界，再計(jì)算每條彩色條紋的上邊界和下邊界的中間位置，得到每條彩色條紋的中心彩色條紋；

步驟5、利用聚類(lèi)分析方法對(duì)彩色結(jié)構(gòu)光編碼圖片進(jìn)行聚類(lèi)分析，對(duì)該圖片中每一條中心彩色條紋的顏色進(jìn)行標(biāo)定；具體方法如下：

共有七個(gè)聚類(lèi)顏色：由R，G，B分量值分別為0，0，255組成的顏色稱(chēng)為第一聚類(lèi)顏色；由R，G，B分量值分別為0，255，0組成的顏色稱(chēng)為第二聚類(lèi)顏色；由R，G，B分量值分別為0，255，255組成的顏色稱(chēng)為第三聚類(lèi)顏色；由R，G，B分量值分別為255，0，0組成的顏色稱(chēng)為第四聚類(lèi)顏色；由R，G，B分量值分別為255，0，255組成的顏色稱(chēng)為第五聚類(lèi)顏色；由R，G，B分量值分別為255，255，0組成的顏色稱(chēng)為第六聚類(lèi)顏色；由R，G，B分量值分別為255，255，255組成的顏色稱(chēng)為第七聚類(lèi)顏色；

設(shè)彩色結(jié)構(gòu)光編碼圖片中某條中心彩色條紋的顏色的R、G、B分量值分別為r，g，b，第i聚類(lèi)顏色的R、G、B分量值分別為r_i，g_i，b_i，其中i∈{1，2，3，4，5，6，7}，根據(jù)以下公式，計(jì)算該中心彩色條紋的顏色分別與七種聚類(lèi)顏色的距離，

Di=(r-ri)2+(g-gi)2+(b-bi)2,]]>i＝1，2，3，4，5，6，7；

若則稱(chēng)該中心彩色條紋的顏色屬于第i聚類(lèi)顏色，當(dāng)某條中心彩色條紋的顏色屬于多個(gè)聚類(lèi)顏色時(shí)，取這些聚類(lèi)顏色編號(hào)的最小值為該中心彩色條紋的顏色所屬的聚類(lèi)的編號(hào)；

步驟6、將彩色結(jié)構(gòu)光編碼圖片轉(zhuǎn)化為圖模型；轉(zhuǎn)化方法如下：

設(shè)某條中心彩色條紋上的像素點(diǎn)P的坐標(biāo)為(i，j)，如果點(diǎn)Pw與點(diǎn)P的顏色屬于同一個(gè)聚類(lèi)顏色，并且點(diǎn)Pw的坐標(biāo)為(i，j-1)或(i+1，j-1)或(i-1，j-1)，則點(diǎn)Pw稱(chēng)為點(diǎn)P的w鄰域；如果點(diǎn)Pe與點(diǎn)P的顏色屬于同一個(gè)聚類(lèi)，并且點(diǎn)Pe的坐標(biāo)為(i，j+1)或(i-1，j+1)或(i+1，j+1)，則點(diǎn)Pe稱(chēng)為點(diǎn)P的e鄰域；如果點(diǎn)Pn與點(diǎn)P處于同一列，并且點(diǎn)Pn是點(diǎn)P向上第一個(gè)遇到的彩色像素點(diǎn)，則點(diǎn)Pn稱(chēng)為點(diǎn)P的n鄰域；如果點(diǎn)Ps與點(diǎn)P處于同一列，并且點(diǎn)Pn是點(diǎn)P向下第一個(gè)遇到的彩色像素點(diǎn)，則點(diǎn)Ps稱(chēng)為點(diǎn)P的s鄰域；

設(shè)某條中心彩色條紋上的像素點(diǎn)序列為e₁，e₂，…，e_m，如果像素點(diǎn)e₁沒(méi)有w鄰域，e_j是e_j-1的e鄰域(j∈{2，3，…，m})，e_m沒(méi)有e鄰域，則將此像素點(diǎn)序列稱(chēng)為we連結(jié)組；假設(shè)a和b是兩個(gè)we連結(jié)組，如果a中至少有一個(gè)像素點(diǎn)是b中某個(gè)像素點(diǎn)的n鄰域，則稱(chēng)a和b為ns連結(jié)，表示為有序?qū)?a，b)；假設(shè)(a，b)為ns連結(jié)，a中和b中同一個(gè)列的像素點(diǎn)對(duì)為(ai，bi)，i＝1，2，…，N，如果每對(duì)像素點(diǎn)對(duì)中的ai都是bi的n鄰域，則稱(chēng)a和b為ns強(qiáng)連結(jié)，N稱(chēng)為a和b的ns強(qiáng)連結(jié)數(shù)；

利用每個(gè)we連結(jié)組a＝{e₁，…，e_m}的第一個(gè)元素e₁的坐標(biāo)將此we連結(jié)組表示為平面上的一個(gè)結(jié)點(diǎn)，并記此結(jié)點(diǎn)為a；將每個(gè)ns強(qiáng)連結(jié)(a，b)表示為結(jié)點(diǎn)a到結(jié)點(diǎn)b的有向邊，此有向邊的權(quán)重為a和b的ns強(qiáng)連結(jié)數(shù)，并刪除存在的孤立結(jié)點(diǎn)，這樣將彩色結(jié)構(gòu)光編碼圖片轉(zhuǎn)換成賦權(quán)有向圖模型；

步驟7、對(duì)步驟6中得到賦權(quán)有向圖模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，簡(jiǎn)化方法如下：

如果在賦權(quán)有向圖模型中的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)至少有一個(gè)共同的父結(jié)點(diǎn)，同時(shí)至少有一個(gè)共同的子結(jié)點(diǎn)，并且兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的顏色都屬于同一聚類(lèi)顏色，那么這兩個(gè)結(jié)點(diǎn)稱(chēng)為相似結(jié)點(diǎn)；將任意兩個(gè)相似結(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)化成一個(gè)結(jié)點(diǎn)；每個(gè)共同的父結(jié)點(diǎn)到此二相似結(jié)點(diǎn)間的有向邊簡(jiǎn)化為一條有向邊，其權(quán)重是這個(gè)共同的父結(jié)點(diǎn)到此二相似結(jié)點(diǎn)間的有向邊的權(quán)重之和；將此二相似結(jié)點(diǎn)到每個(gè)共同的子結(jié)點(diǎn)間的有向邊簡(jiǎn)化為一條有向邊，其權(quán)重是此二相似結(jié)點(diǎn)到這個(gè)共同的子結(jié)點(diǎn)的有向邊的權(quán)重之和；當(dāng)賦權(quán)有向圖模型中不存在相似結(jié)點(diǎn)時(shí)，就完成了該賦權(quán)有向圖模型的簡(jiǎn)化；

通過(guò)以上步驟實(shí)現(xiàn)了將De?Bruijn彩色結(jié)構(gòu)光圖像轉(zhuǎn)化為賦權(quán)有向圖模型和賦權(quán)有向圖模型簡(jiǎn)化方法。