[發明專利]一種基于復合編碼的高效立體相位展開方法

有效

• 申請號: 202010982858.8
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112212805B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 尹維;左超;陳錢;馮世杰;孫佳嵩;胡巖;陶天陽
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 岑丹

1.一種基于復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、雙目相機同步采集一組基于復合編碼的四步相移條紋圖像；

步驟2：通過最小二乘法計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：根據雙目相機和投影儀所組成的多視角系統中的幾何約束，獲得低頻的絕對相位，具體過程為：

根據從左相機處獲得的嵌入的低頻的包裹相位圖構建三維的絕對相位空間具體為：

根據絕對相位得到投影儀平面上的水平坐標，具體為：

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

構建關于候選級次的三維匹配代價空間Cost_Order(n,x,y)，具體如下式：

通過WTA計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的相位級次圖，獲得低頻的絕對相位圖為：

式中，為左相機中嵌入的低頻的絕對相位圖；

步驟4：通過降級法計算出高頻的絕對相位圖。

2.根據權利要求1所述的基于復合編碼的高效立體相位展開方法，其特征在于，雙目相機采集的基于復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)為對應的四步相移條紋圖像光強，(x,y)為相機平面的像素坐標，A(x,y)為背景光強，B(x,y)為條紋的調制度，Φ₁(x,y)為待求的高頻相位，Φ₂(x,y)為嵌入的低頻相位。

3.根據權利要求2所述的基于復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.根據權利要求3所述的基于復合編碼的高效立體相位展開方法，其特征在于，通過降級法計算出高頻的絕對相位圖，具體如下式：

式中，和為左相機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。