[發(fā)明專利]一種基于偏振態(tài)的單色黑白條紋結(jié)構(gòu)光的圖像質(zhì)量提升方法

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• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN113280756A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 祝振敏;謝雨林;項鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25;G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于偏振態(tài)的單色結(jié)構(gòu)光的圖像質(zhì)量提升方法，其特征在于，包括：

（1）應(yīng)用于三維測量系統(tǒng)，所述三維測量系統(tǒng)包括光源單元，成像單元，控制單元，線偏振片單元1，線偏振單元2，被測物體；其中線偏振單元1位于光源單元光心前方，線偏振單元2位于成像單元光心前方；所述光源單元，成像單元均由控制單元控制；所述光源單元的光心，成像單元的光心，被測物體處于同一平面，且光源單元的光心與控制單元的光心相對被測物體對稱；光源單元的光心，線偏振單元1，被測物體處于同一直線上；成像單元的光心，線偏振單元2，被測物體處于同一直線上；

（2）光源單元投影的圖像為單色黑白條紋結(jié)構(gòu)光，所述單色黑白條紋結(jié)構(gòu)光為m幅圖像，其中每幅圖像沿某一方向上的灰度變化的導(dǎo)數(shù)大部分為0，并且相鄰像素點的導(dǎo)數(shù)不全不為0；所述大部分指超過圖像1/2的區(qū)域；

（3）光源單元投影的圖像透過線偏振單元1后，照射到被測物體表面的光線為橫向線偏振光，所述橫向線偏振光由將線偏振單元1的透光角置位水平橫向所得到；

（4）對被測物體上反射光線的斯托克斯參量依據(jù)最小二乘法進行測量，所述測量偏振態(tài)的方法分為圖像采集與參量計算兩部分：

[1] 圖像采集：將成像單元前的線偏振片2的透光角度調(diào)整為水平角度，隨后以該角度為0°，逆時針旋轉(zhuǎn)n次，每次旋轉(zhuǎn)180°/n；在旋轉(zhuǎn)線偏振片2的過程中，成像單元同步采集n幅圖像；

[2] 參量計算：在采集的n幅圖像中，逐像素的提取每一幅圖像的相同坐標(biāo)的像素灰度值，并依據(jù)最小二乘法原理，利用下式計算每個像素位置所對應(yīng)光線的斯托克斯參量：

(1)

(2)

(3)

（5）逐像素的提取每一像素位置鎖對應(yīng)光線的斯托克斯參量中的第二個矩陣元素，并將之重組為一幅新的圖像；

（6）將單色黑白條紋結(jié)構(gòu)光中的m幅圖像依次投射，并計算每幅圖像投射后物體的斯托克斯參量；

（7）利用邊緣檢測算法檢測每幅圖像的條紋邊緣，按著黑色區(qū)域為0，白色區(qū)域為1的編碼方案，將整個被測物體表面分為2m個部分，每個部分以從條紋寬度長到條紋寬度短的條紋圖像順序排列m位編碼，隨后整個被測物體上的2m個部分均有自身的唯一編碼，后續(xù)的三維測量工作依據(jù)此編碼展開。