[發(fā)明專利]基于高頻圖案干涉的二進(jìn)制光柵圖像投影反光抑制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010044390.8
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111189417B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何再興;李沛隆;趙昕玥
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25;G01B11/24;G06T7/521
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于高頻圖案干涉的二進(jìn)制光柵圖像投影反光抑制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1)，生成用于反光抑制的多幅高頻圖案；

步驟2)，生成用于三維形貌測量的二進(jìn)制光柵，二進(jìn)制光柵是采用二進(jìn)制0-1編碼條紋編碼構(gòu)成的光柵，對二進(jìn)制光柵進(jìn)行取反操作生成反向二進(jìn)制光柵；

步驟3)，生成多幅相干二進(jìn)制光柵，相干二進(jìn)制光柵是通過將高頻圖案中的編碼值和二進(jìn)制光柵/反向二進(jìn)制光柵中的編碼值進(jìn)行干涉操作所得；

步驟4)，通過投影儀投影進(jìn)而相機(jī)采集的多幅相干二進(jìn)制光柵的投影圖像作為輸出圖像，將所有輸出圖像按照一定方式進(jìn)行合成處理，獲得一幅反光抑制后的輸出圖像，即作為需投影的二進(jìn)制光柵圖像反光抑制后的結(jié)果，實現(xiàn)了對二進(jìn)制光柵投影所對應(yīng)的輸出圖像的反光抑制；

所述步驟3)中，多幅高頻圖案分別與二進(jìn)制光柵進(jìn)行干涉操作，得到多幅正向相干二進(jìn)制光柵，多幅高頻圖案分別與反向二進(jìn)制光柵進(jìn)行干涉操作，得到多幅反向相干二進(jìn)制光柵，由多幅正向相干二進(jìn)制光柵和多幅反向相干二進(jìn)制光柵共同構(gòu)成多幅相干二進(jìn)制光柵；所述的干涉操作，是針對每一行/列均采用表1所示的干涉邏輯運算進(jìn)行遍歷，將位于中相同位置的二進(jìn)制元素p₁和p₂進(jìn)行如表1所示的干涉邏輯運算：

表1

上表中，p₁是位于高頻圖案中第x行、第y列的編碼值，p₂是位于二進(jìn)制光柵/反向二進(jìn)制光柵中第x行、第y列的編碼值，⊙是干涉邏輯運算符，p₁(x,y)⊙p₂(x,y)表示干涉邏輯運算的輸出結(jié)果，將輸出結(jié)果作為相干二進(jìn)制光柵中第x行、第y列的編碼值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高頻圖案干涉的二進(jìn)制光柵圖像投影反光抑制方法，其特征在于：所述步驟1)中，高頻圖案是采用二進(jìn)制0-1編碼方式陣列編碼構(gòu)成的圖案，高頻圖案中的編碼值在水平方向和豎直方向上均存在高頻周期變化；多幅高頻圖案滿足如下條件：多幅高頻圖案具有相同的行數(shù)和列數(shù)，且對于每一個位置的像素點，多幅高頻圖案在這一像素點處的編碼值不全為0也不全為1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高頻圖案干涉的二進(jìn)制光柵圖像投影反光抑制方法，其特征在于：所述步驟2)中的取反操作是對二進(jìn)制光柵中的所有編碼值進(jìn)行“非”邏輯運算，即將編碼值為0的元素置為1，將編碼值為1的元素置為0。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高頻圖案干涉的二進(jìn)制光柵圖像投影反光抑制方法，其特征在于：所述步驟4)中，采用光柵投影系統(tǒng)，光柵投影系統(tǒng)包括投影儀(1)、相機(jī)(2)和待測物體(3)，投影儀(1)和相機(jī)(2)分別置于待測物體(3)上方的兩側(cè)，投影儀(1)的鏡頭和相機(jī)(2)的鏡頭均朝向待測物體(3)；將相干二進(jìn)制光柵輸入投影儀(1)投影到待測物體(3)上，相機(jī)(2)采集相干二進(jìn)制光柵投影到待測物體(3)后的圖像作為輸出圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高頻圖案干涉的二進(jìn)制光柵圖像投影反光抑制方法，其特征在于：所述步驟4)中，具體為：

步驟4.1)，將正向相干二進(jìn)制光柵所對應(yīng)的N幅輸出圖像表示為將反向相干二進(jìn)制光柵所對應(yīng)的N幅輸出圖像表示為對于輸出圖像中的每一個像素點(x,y)，進(jìn)行如下處理獲得用于后續(xù)反光抑制的正向輔助圖像A⁺和反向輔助圖像A^-：

其中，(x,y)是輸出圖像中位于第x行、第y列的像素點；max[…]表示取方括號內(nèi)所有灰度值的最大值；

步驟4.2)，將正向輔助圖像A⁺與反向輔助圖像A^-進(jìn)行差分運算，獲得反光抑制后的輸出圖像R，差分運算是指對于輸出圖像中的每一個像素點(x,y)，表示為：

R(x,y)＝A⁺(x,y)-A^-(x,y)。