[發明專利]一種用于相位估計網絡訓練的數據集生成方法

在審

• 申請號: 202210070982.6
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114596351A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 鮑偉;孟周;徐玉華;沈浩然;張凱
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G06T7/593
• 分類號: G06T7/593;G06K9/62;G06N3/08;G01B11/25;G06V10/774;G06V10/82
• 代理公司: 合肥中谷知識產權代理事務所(普通合伙) 34146
• 代理人: 袁錦波

1.一種用于相位估計網絡訓練的數據集生成方法,其特征在于：包括以下步驟，

S1、采用結構光三維掃描儀向平面投射相移條紋圖，并拍攝相移條紋圖存儲為參考圖；

S2、收集獲取雙目立體匹配數據集，并用參考圖替換其右圖后，確定落在左圖每個點的最終條紋強度，生成訓練圖片；

S3、根據參考圖計算出包裹相位，并根據視差映射得到某點的相位標簽值；

S4、結合訓練圖片和相位標簽值合成單目結構光數據集。

2.根據權利要求1所述的一種用于相位估計網絡訓練的數據集生成方法,其特征在于：所述S2中雙目立體匹配數據包括左圖、右圖以及左視差圖。

3.根據權利要求1所述的一種用于相位估計網絡訓練的數據集生成方法,其特征在于：所述S2中雙目立體匹配數據集還包括表面法線圖和表面反射率圖。

4.根據權利要求2所述的一種用于相位估計網絡訓練的數據集生成方法,其特征在于：所述S2中確定落在其左圖每個點的最終條紋強度的步驟包括，

S21、根據雙目立體匹配數據集的左視差圖，建立左圖與條紋圖之間點對點的對應關系，即將左圖某點的橫坐標值減去該點的視差值，作為某點在參考圖上的橫坐標，進而獲取落在某點的初始條紋強度；

S22、根據條紋強度與深度的平方成反比的關系對得到的某點初始條紋強度進行衰減，得到衰減后的第一條紋強度；其中，某點的深度根據視差值、基線距離和焦距進行獲取；

S23、獲取某點在相機坐標系下的坐標，得到某點距離投影儀坐標之間的方向向量，將某點的方向向量和表面法向量做內積，且與第一條紋強度乘積得到第二條紋強度；

S24、將第二條紋強度與某點的反射率乘積，得到最終條紋強度。

5.根據權利要求4所述的一種用于相位估計網絡訓練的數據集生成方法,其特征在于：所述S24中得到落在某點的最終條紋強度的公式為；

其中，I為目標圖像素強度，x,y為橫縱坐標，q為系數，用以控制添加環境光的比例，取值范圍為0到1；α為反射率，為該點的表面法向量，I_f為上述保存的條紋圖的像素強度，d為該點的視差值，Z為該點的深度，BF分別為基線長度和焦距，I_l為雙目數據集中左圖的像素強度，為在相機坐標系下，該點到投影儀的方向向量。

6.根據權利要求5所述的一種用于相位估計網絡訓練的數據集生成方法,其特征在于：所述S3中根據參考圖計算出包裹相位，并根據視差映射得到相位標簽值的步驟包括，

S31、根據S1拍攝的相移條紋圖按照N步相移求包裹相位公式進行計算，得到包裹相位值；

S32、根據視差映射獲取某點對應的相位標簽值。

7.根據權利要求6所述的一種用于相位估計網絡訓練的數據集生成方法,其特征在于：所述S31中的N步相移求包裹相位公式為：

其中，Φ(x,y)為包裹相位，S、C分別代表其分子和分母項；N為相移步數。

8.根據權利要求7所述的一種用于相位估計網絡訓練的數據集生成方法,其特征在于：所述S32中根據視差映射獲取某點對應的相位標簽值的公式為：

S′(x,y)＝S(x-d,y)

C′(x,y)＝C(x-d,y)

其中，S′(x,y)、C′(x,y)為左圖場景的相位標簽，S(x,y)、C(x,y)為參考圖的相位標簽，d為視差。