[發(fā)明專利]一種基于復(fù)合編碼的高效立體相位展開方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010982858.8
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112212805B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹維;左超;陳錢;馮世杰;孫佳嵩;胡巖;陶天陽
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 岑丹

1.一種基于復(fù)合編碼的高效立體相位展開方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：通過投影儀投影、雙目相機(jī)同步采集一組基于復(fù)合編碼的四步相移條紋圖像；

步驟2：通過最小二乘法計(jì)算四步相移條紋圖像，獲得高頻的包裹相位圖和嵌入的低頻的包裹相位圖；

步驟3：根據(jù)雙目相機(jī)和投影儀所組成的多視角系統(tǒng)中的幾何約束，獲得低頻的絕對相位，具體過程為：

根據(jù)從左相機(jī)處獲得的嵌入的低頻的包裹相位圖構(gòu)建三維的絕對相位空間具體為：

根據(jù)絕對相位得到投影儀平面上的水平坐標(biāo)，具體為：

其中，x^P(n,x,y)為投影儀平面上的水平坐標(biāo)，W為投影儀的橫向分辨率；通過系統(tǒng)標(biāo)定獲得相機(jī)和投影儀之間的參數(shù)，結(jié)合投影儀平面上的水平坐標(biāo)x^P(n,x,y)得到在右相機(jī)平面上的坐標(biāo)(x^R(n,x,y),y^R(n,x,y))；

構(gòu)建關(guān)于候選級次的三維匹配代價(jià)空間Cost_Order(n,x,y)，具體如下式：

通過WTA計(jì)算得到的相位級次圖，具體如下式：

式中，為嵌入的低頻的包裹相位圖所對應(yīng)的相位級次圖，獲得低頻的絕對相位圖為：

式中，為左相機(jī)中嵌入的低頻的絕對相位圖；

步驟4：通過降級法計(jì)算出高頻的絕對相位圖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于復(fù)合編碼的高效立體相位展開方法，其特征在于，雙目相機(jī)采集的基于復(fù)合編碼的四步相移條紋圖像分別為：

I₁(x,y)＝A(x,y)+B(x,y)cos[Φ₁(x,y)-Φ₂(x,y)]

I₂(x,y)＝A(x,y)+B(x,y)cos[Φ₁(x,y)-Φ₂(x,y)+π/2]

I₃(x,y)＝A(x,y)+B(x,y)cos[Φ₁(x,y)+Φ₂(x,y)+π]

I₄(x,y)＝A(x,y)+B(x,y)cos[Φ₁(x,y)+Φ₂(x,y)+3π/2]

其中，I₁(x,y)，I₂(x,y)，I₃(x,y)，I₄(x,y)為對應(yīng)的四步相移條紋圖像光強(qiáng)，(x,y)為相機(jī)平面的像素坐標(biāo)，A(x,y)為背景光強(qiáng)，B(x,y)為條紋的調(diào)制度，Φ₁(x,y)為待求的高頻相位，Φ₂(x,y)為嵌入的低頻相位。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于復(fù)合編碼的高效立體相位展開方法，其特征在于，通過最小二乘法計(jì)算四步相移條紋圖像，獲得高頻的包裹相位圖和嵌入的低頻的包裹相位圖，具體為：

式中，φ₁(x,y)為高頻的包裹相位圖，為嵌入的低頻的包裹相位圖。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于復(fù)合編碼的高效立體相位展開方法，其特征在于，通過降級法計(jì)算出高頻的絕對相位圖，具體如下式：

式中，和為左相機(jī)中待求的高頻相位級次圖和高頻絕對相位圖，f₁和f₂分別代表高頻相位圖和低頻相位圖的頻率。