專利名稱：基于正反碼彩色編碼條紋的三維測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于三維信息重構(gòu)的技術(shù)領(lǐng)域，通過對被測物體表面依次投射兩組互為反碼的彩色編碼條紋，結(jié)合四幅相移法，實現(xiàn)了對具有彩色表面的物體的精確三維測量和重構(gòu)的方法，尤其涉及一種基于正反碼彩色編碼條紋的三維測量方法。

背景技術(shù)：
近年來，彩色圖像處理技術(shù)發(fā)展迅速，在三維測量技術(shù)中的應用也日益廣泛和成熟。結(jié)構(gòu)光法中的彩色光柵技術(shù)是三維測量中彩色圖像處理應用的重要方面。使用彩色條紋編碼即投影彩色光柵的目的是，通過在被測物體上投射若干幅按照一定規(guī)律排列的彩色條紋圖案，并用彩色CCD采集圖像，分析得到物體的相位、高度等信息。彩色編碼條紋的優(yōu)點是可利用條紋顏色記錄更多的被測物體的相位信息，達到減少圖像采集數(shù)量、提高相位法實時性的目的。但是，彩色編碼條紋也更容易受到被測物體表面顏色的影響而導致顏色的誤判，給設(shè)計者帶來了更大的挑戰(zhàn)。如何在測量效率和質(zhì)量之間尋求平衡，取得令人滿意的測量結(jié)果，是當今研究的熱點和重要方向之一。
三維輪廓檢測及其重構(gòu)技術(shù)是計算機圖像處理技術(shù)的一個分支，是計算機視覺和計算機圖形圖像處理相結(jié)合的一個研究方向，它在生產(chǎn)自動化、機器人視覺、CAD、虛擬現(xiàn)實和醫(yī)學映像診斷等領(lǐng)域都有著廣泛的應用前景。
光柵投影法具有檢測過程完全非接觸、數(shù)據(jù)空間分辨率高、一次性瞬間投影直接實現(xiàn)三維空間物體形狀檢測和獲取三維信息的特點。在實際應用中具有對環(huán)境要求低、成本低廉、使用操作方便等多種優(yōu)點。
在光柵條紋圖中，通過給待求相位場加上已知或未知的常相位，來得到新的條紋圖，即增加求解條件。這種通過對條紋圖相位場進行移相來增加若干常量相位而得到多幅條紋圖用以求解相位場的方法，稱為相移法。相移法可提供比其他方法更高精度的結(jié)果，更重要的是，它沒有相位符號二義性問題。這是因為多幅相移圖比單幅圖提供了更多的信息。通過上述方法得到的相位值在-π～π的范圍內(nèi)是折疊的(wrapped)，為了得到全場唯一的相位值，在從相位分布中導出被測參數(shù)之前必須對所有的象素識別出未知的2π倍數(shù)躍變，從而得到復原的相位解碼。這一過程稱為位相展開(phase unwrapping)或位相復原。
在三維測量過程中，彩色圖像分割是非常重要的一個環(huán)節(jié)。彩色圖像分割是對彩色CCD采集到的彩色編碼條紋圖像中彩色編碼條紋各條紋顏色和邊界的識別，其質(zhì)量好壞直接影響著彩色編碼條紋的解碼率和解碼精度，最終影響三維測量的精度。
常用的彩色圖像分割方法通常在RGB顏色空間下和HSI顏色空間下進行。在RGB顏色空間下的彩色圖像分割方法包括對R、G、B三個分量分別進行迭代閾值分割、基于顏色相思系數(shù)的分割、基于區(qū)域的自適應閾值分割等，在HSI顏色空間下的彩色圖像分割方法包括對H、S、I三個分量有次序地分別進行迭代閾值分割、以H、S、I三個分量形成的聯(lián)合二維或三維直方圖為依據(jù)進行多閾值分割等。其中基于顏色相思系數(shù)的分割、基于區(qū)域的自適應閾值分割是基于區(qū)域的分割方法，其余幾種屬于基于直方圖的分割方法?；趨^(qū)域的分割方法中，圖像每個像素顏色的判別依賴于其空間關(guān)系上相鄰的像素的顏色或判別后的顏色，很容易造成噪聲的過度傳遞，出現(xiàn)拉線等現(xiàn)象，對顏色的判斷也不夠準確。基于直方圖的分割方法中，圖像每個像素顏色的判別只依賴于所使用的顏色空間下各分量的直方圖，即各分量值的統(tǒng)計分布，而與其相鄰像素的顏色沒有直接關(guān)系，減少了噪聲的傳遞。但對于具有彩色表面的被測物體，投射到其表面的彩色編碼條紋的顏色會受到物體顏色的影響而發(fā)生變化，使采集到的圖像中顏色統(tǒng)計分布也發(fā)生變化，導致根據(jù)各分量直方圖得到的閾值不準確，分割發(fā)生重大偏差。另外，三維測量中彩色圖像分割的目的是識別投射到被測物體表面的彩色編碼條紋的顏色，而忽略被測物體的顏色，即使使用基于直方圖的彩色圖像分割方法實現(xiàn)了準確的分割，得到的也是變化后的顏色，如果被測物體顏色與其表面的彩色編碼條紋顏色差別較大，變化后的顏色與彩色編碼條紋顏色差別也會比較大，仍然會導致嚴重的誤判。
綜上所述，三維測量中的彩色圖像分割主要需要解決三個方面的問題一、應當使分割基于單像素，即每個像素顏色的判斷與其它像素的顏色無關(guān)，這樣可以避免噪聲的傳遞；二、應當使每個像素的顏色判斷更為準確；三、三維測量過程中的不均勻光照和被測物體表面顏色，是應當在彩色圖像分割中忽略的因素，可視為噪聲，分割時應盡量避免這些因素對分割結(jié)果的干擾。


發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺點和限制，本發(fā)明的目的在于提供一種基于正反碼彩色編碼條紋的三維測量方法。
技術(shù)方案本發(fā)明設(shè)計一種通過對具有彩色表面的被測物體表面依次投射兩組互為反碼的彩色編碼條紋，結(jié)合四幅相移法，使彩色圖像分割不受到被測物體表面顏色和光照的影響，對主彩色編碼條紋圖中條紋的顏色和邊界判斷準確，進而提高了解碼的準確度，實現(xiàn)了對具有彩色表面的物體的精確三維測量和重構(gòu)的方法，此方法選用兩幅互為反碼的彩色編碼條紋圖和四幅帶90°相移條紋依次投影在具有彩色表面的被測物體表面，并將兩幅互為反碼的彩色編碼條紋圖中的一幅作為主彩色編碼條紋，依次采集這些圖像后，依據(jù)假設(shè)兩種顏色的條紋投影到被測物體表面時這兩種顏色中相同分量的大小順序不變，判斷出主彩色編碼條紋圖中每個像素的顏色，然后由四幅帶90°相移圖得到周期變化的折疊相位圖，并以折疊相位的周期邊界作為彩色圖像分割圖中各條紋的邊界，對彩色圖像分割圖進一步處理，提高彩色圖像分割的精度，接著進行解碼，得到折疊相位對應的周期數(shù)，結(jié)合折疊相位圖實現(xiàn)相位展開，由三角法得到被測物體的三維數(shù)據(jù)和三維重構(gòu)效果圖。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 步驟1選擇主彩色編碼條紋選擇只包含若干種純色的彩色編碼條紋作為主彩色編碼條紋，所述的純色采用對24位真彩圖像三個分量紅R、綠G、藍B分別賦值實現(xiàn)，24位真彩圖像的R、G、B分量分別是8位，有256個灰階，把每個分量只取0和255兩個值，并將灰階255時為1，灰階0時為0，這樣R、G、B分量的取值分別為0或1，這三個分量有8種組合且分別代表八種純色，它們是黑色000、藍色001、綠色010、青色011、紅色100、品色101、黃色110、白色111， 步驟2求得主彩色編碼條紋的反碼設(shè)主彩色編碼條紋中(x，y)位置的像素K分量的值為K1(x，y)，反碼中(x，y)位置的像素K分量的值為K2(x，y)，則 其中0＜x＜wilth，0＜y＜height，wilth是彩色編碼條紋寬度方向的像素數(shù)，height是彩色編碼條紋高度方向的像素數(shù)，K＝R、G或B， 步驟3在具有彩色表面的被測物體表面投影并采集圖像將主彩色編碼條紋、主彩色編碼條紋的反碼和四幅90°相移條紋依次投影在具有彩色表面的被測物體表面，同時用彩色CCD采集圖像， 步驟4依照假設(shè)進行彩色圖像分割提出假設(shè)，兩種顏色的條紋投影到被測物體表面時這兩種顏色中相同分量的大小順序不變， 設(shè)采集到的主彩色編碼條紋圖中(x′，y′)位置的像素K′分量的值為K′1(x′，y′)，反碼中(x′，y′)位置的像素K′分量的值為K′2(x′，y′)，彩色圖像分割后得到的圖中(x′，y′)位置的像素K′分量的值為K′(x′，y′)，則 其中0＜x′＜wilth′，0＜y′＜height′，wilth′是采集到圖像寬度方向的像素數(shù)，height′是采集到圖像高度方向的像素數(shù)，K＝R、G或B， 步驟5對采集到的四幅帶90°相移圖解相位得到折疊相位采集到的四幅帶90°相移圖當成灰度圖來處理，令四幅帶90°相移圖中相位差α1＝0，α2＝π/2，α3＝π，α4＝3π/2，各圖可以表示為
其中，Ii(x′，y′)為第i幅相移圖(x′，y′)位置像素的灰度值，I0(x′，y′)為相移條紋圖的背景值，γ(x′，y′)為調(diào)制強度函數(shù)，

為待求相位場，0＜x′＜wilty′，0＜y′＜height′，with′是采集到圖像寬度方向的像素數(shù)，height′是采集到圖像高度方向的像素數(shù)；四幅相移圖像在同一光場中采集，背景灰度值相同，根據(jù)三角公式推導可得(x′，y′)位置像素的相位主值表達式
依據(jù)上述公式求得每一個像素對應的相位主值，組成取值在-π/2～π/2范圍內(nèi)周期變化的折疊相位，在周期內(nèi)部從左到右遞增， 將折疊相位的取值范圍調(diào)整為0～2π
則折疊相位的取值在0～2π范圍內(nèi)周期變化，在周期內(nèi)部從左到右遞增， 步驟6根據(jù)折疊相位確定各條紋邊界對折疊相位逐行掃描，灰度值極小值點為條紋邊界， 步驟7根據(jù)步驟6得到的條紋邊界逐行去除彩色圖像分割后圖像中的噪聲標記出彩色圖像分割后的圖像中對應于由折疊相位得到邊界的像素，對彩色圖像分割后的圖像逐行掃描，同一行每兩個相鄰邊界之間的像素屬于同一個彩色條紋，統(tǒng)計本行內(nèi)每兩個相鄰邊界之間的各個顏色像素的個數(shù)，將這些像素全部賦值為統(tǒng)計出的像素個數(shù)最多的顏色， 步驟8根據(jù)主彩色編碼條紋的解碼方法對步驟7得到的圖像解碼步驟7得到的圖像中各條紋的顏色與主彩色編碼條紋相同，設(shè)主彩色編碼條紋中各彩色條紋的編號從左到右依次為1，2，…，j，…，n，按照主彩色編碼條紋對應的解碼方法唯一確定步驟7得到的圖像中各彩色條紋的對應編號為n0，n0+1，…，j，…，n1，其中n0≥1，n1≤n，這些編號與步驟5得到的折疊相位周期一一對應， 步驟9根據(jù)步驟5得到的折疊相位和步驟8得到的編號進行相位展開設(shè)

對應的編號為j，則
其中

是采集到的各圖像(x′，y′)位置像素對應的帶有完整的被測物體表面高度信息的展開相位值，求出每個像素處的展開相位值， 步驟10用三角法求出被測物體表面高度信息。
有益效果本發(fā)明主要在于提供一種能夠使相位法有效測量具有彩色表面的物體三維信息的基于正反碼彩色編碼條紋的三維測量方法。
在三維測量過程中，由于彩色圖像比灰度圖像包含更多的信息，使用彩色光柵可比使用黑白光柵獲得更快的測量速度，可用一幅彩色編碼條紋代替七幅逐步二分的黑白條紋，但是，彩色編碼條紋比黑白條紋更易受到被測物體表面顏色的影響而發(fā)生變色，CCD采集到的是背景、被測物體顏色、投影條紋顏色的疊加形成的新的顏色，如果只在具有彩色表面的被測物體表面投影一組彩色編碼條紋，則無法得到足夠的背景和被測物體顏色的信息，常用的彩色圖像分割方法都只能判別出各種因素疊加形成的新顏色且容易受到噪聲影響并發(fā)生噪聲傳遞，無法同時滿足基于單像素、對彩色編碼條紋顏色判斷準確、避免噪聲干擾的要求而分離出三維測量所需的彩色編碼條紋的顏色。
針對以上情況，我們設(shè)計了一種基于正反碼彩色編碼條紋的三維測量方法，在具有彩色表面的被測物體表面依次投射主彩色編碼條紋及其反碼，結(jié)合四幅相移法，使彩色圖像分割不受到被測物體表面顏色和光照的影響，對主彩色編碼條紋圖中條紋的顏色和邊界判斷準確，進而提高解碼的準確度，實現(xiàn)對具有彩色表面的物體的精確三維測量和重構(gòu)，此方法借助主彩色編碼條紋的反碼作為輔助條紋，根據(jù)兩種顏色的條紋投影到被測物體表面時這兩種顏色中相同分量的大小順序不變的假設(shè)，設(shè)計彩色圖像分割方法，準確判斷出主彩色編碼條紋圖中每個像素的顏色，然后由四幅帶90°相移圖得到周期變化的折疊相位圖，并以折疊相位的周期邊界作為彩色圖像分割圖中各條紋的邊界，對彩色圖像分割圖進一步處理，去除噪聲影響，提高彩色圖像分割的精度，進而提高解碼精度，提高三維測量的精度。



圖1是基于正反碼彩色編碼條紋的三維測量方法的流程圖。

具體實施例方式 下面結(jié)合附圖示對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步描述。根據(jù)上述方法，在Windows操作系統(tǒng)中通過VC++6.0平臺用C++編程實現(xiàn)了基于格雷編碼原理的光柵條紋圖像的條紋彩色編碼方法的操作。
三維測量對實時性和有效性的要求是一對矛盾，彩色圖像比灰度圖像包含更多的信息，使用彩色光柵可比使用黑白光柵獲得更快的測量速度，為了提高三維測量的實時性，可用一幅彩色編碼條紋代替七幅逐步二分的黑白條紋，但是，彩色編碼條紋比黑白條紋更易受到被測物體表面顏色的影響而發(fā)生變色，CCD采集到的是背景、被測物體顏色、投影條紋顏色的疊加形成的新的顏色，如果只在具有彩色表面的被測物體表面投影一組彩色編碼條紋，則無法得到足夠的背景和被測物體顏色的信息，常用的彩色圖像分割方法都只能判別出各種因素疊加形成的新顏色且容易受到噪聲影響并發(fā)生噪聲傳遞，無法同時滿足基于單像素、對彩色編碼條紋顏色判斷準確、避免噪聲干擾的要求而分離出三維測量所需的彩色編碼條紋的顏色，使三維測量的有效性受到很大影響。為了平衡三維測量對實時性和有效性的要求，選擇一組性能較好且只包含若干種純色的彩色編碼條紋作為主彩色編碼條紋，并求得其反碼作為輔助條紋，根據(jù)兩種顏色的條紋投影到被測物體表面時這兩種顏色中相同分量的大小順序不變的假設(shè)，設(shè)計彩色圖像分割方法，準確判斷出主彩色編碼條紋圖中每個像素的顏色，然后由四幅帶90°相移圖得到周期變化的折疊相位圖，并以折疊相位的周期邊界作為彩色圖像分割圖中各條紋的邊界，對彩色圖像分割圖進一步處理，去除噪聲影響，提高彩色圖像分割的精度，進而提高解碼精度，提高三維測量的精度。
本發(fā)明流程圖如圖1所示，具體實現(xiàn)步驟如下 步驟1選擇主彩色編碼條紋選擇一種性能較好且只包含若干種純色的彩色編碼條紋作為主彩色編碼條紋，所述的純色采用對24位真彩圖像三個分量R、G、B分別賦值實現(xiàn)，24位真彩圖像的R、G、B分量分別是8位，有256個灰階，把每個分量只取0和255兩個值，并將灰階255時為1，灰階0時為0，這樣R、G、B分量的取值分別為0或1，這三個分量有8種組合且分別代表八種純色，它們是黑色000、藍色001、綠色010、青色011、紅色100、品色101、黃色110、白色111，這些純色區(qū)分度較大，有利于在彩色圖像分割中被順利區(qū)分，且它們在R、G、B每個分量上都只有兩種取值，有利于彩色圖像分割時的二值化， 步驟2求得主彩色編碼條紋的反碼設(shè)主彩色編碼條紋中(x，y)位置的像素K分量的值為K1(x，y)，反碼中(x，y)位置的像素K分量的值為K2(x，y)，則 其中0＜x＜wilth，0＜y＜height，wilth是彩色編碼條紋寬度方向的像素數(shù)，height是彩色編碼條紋高度方向的像素數(shù)，K＝R、G或B， 步驟3在具有彩色表面的被測物體表面投影并采集圖像將主彩色編碼條紋、主彩色編碼條紋的反碼和四幅90°相移條紋依次投影在具有彩色表面的被測物體表面，同時用彩色CCD采集圖像， 步驟4依照假設(shè)進行彩色圖像分割提出假設(shè)，兩種顏色的條紋投影到被測物體表面時這兩種顏色中相同分量的大小順序不變， 設(shè)采集到的主彩色編碼條紋圖中(x′，y′)位置的像素K′分量的值為K′1(x′，y′)，反碼中(x′，y′)位置的像素K′分量的值為K′2(x′，y′)，彩色圖像分割 后得到的圖中(x′，y′)位置的像素K′分量的值為K′(x′，y′)，則 其中0＜x′＜wilth′，0＜y′＜height′，wilth′是采集到圖像寬度方向的像素數(shù)，height′是采集到圖像高度方向的像素數(shù)，K＝R、G或B， 步驟5對采集到的四幅帶90°相移圖解相位得到折疊相位采集到的四幅帶90°相移圖應當成灰度圖來處理，令四幅帶90°相移圖中相位差α1＝0，α2＝π/2，α3＝π，α4＝3π/2，各圖可以表示為
其中，Ii(x′，y′)為第i幅相移圖(x′，y′)位置像素的灰度值，I0(x′，y′)為相移條紋圖的背景值，γ(x′，y′)為調(diào)制強度函數(shù)，

為待求相位場，0＜x′＜wilth′，0＜y′＜height′，wilth′是采集到圖像寬度方向的像素數(shù)，height′是采集到圖像高度方向的像素數(shù)。四幅相移圖像在同一光場中采集，背景灰度值相同，根據(jù)三角公式 將Ii(x′，y′)代入下式得

對上式取反正切函數(shù)，就得到了主值相位場
依據(jù)上述公式求得每一個像素對應的相位主值，組成取值在-π/2～π/2范圍內(nèi)周期變化的折疊相位，在周期內(nèi)部從左到右遞增， 將折疊相位的取值范圍調(diào)整為0～2π
則折疊相位的取值在0～2π范圍內(nèi)周期變化，在周期內(nèi)部從左到右遞增， 步驟6根據(jù)折疊相位確定各條紋邊界對折疊相位逐行掃描，灰度值極小值點為條紋邊界， 步驟7根據(jù)步驟6得到的條紋邊界逐行去除彩色圖像分割后圖像中的噪聲由于彩色編碼條紋與四幅帶90°相移條紋中對應條紋的邊界相同，因此采集到的彩色編碼條紋圖與四幅帶90°相移圖中對應條紋的邊界相同，由此可知，彩色圖像分割后識別出的彩色編碼條紋邊界應與由折疊相位得到的邊界相同，對彩色圖像分割后的圖像逐行掃描，同一行每兩個相鄰邊界之間的像素屬于同一個彩色條紋，統(tǒng)計本行內(nèi)每兩個相鄰邊界之間的各個顏色像素的個數(shù)，將這些像素全部賦值為統(tǒng)計出的像素個數(shù)最多的顏色， 步驟8根據(jù)主彩色編碼條紋的解碼方法對步驟7得到的圖像解碼步驟7得到的圖像中各條紋的顏色與主彩色編碼條紋相同，設(shè)主彩色編碼條紋中各彩色條紋的編號從左到右依次為1，2，…，j，…，n，按照主彩色編碼條紋對應的解碼方法唯一確定步驟7得到的圖像中各彩色條紋的對應編號為n0，n0+1，…，j，…，n1，其中n0≥1，n1≤n，這些編號與步驟5得到的折疊相位周期一一對應， 步驟9根據(jù)步驟5得到的折疊相位和步驟8得到的編號進行相位展開設(shè)

對應的編號為j，則
其中

是采集到的各圖像(x′，y′)位置像素對應的帶有完整的被測物體表面高度信息的展開相位值，求出每個像素處的展開相位值， 步驟10用三角法求出被測物體表面高度信息。
權(quán)利要求
1、一種基于正反碼彩色編碼條紋的三維測量方法，其特征在于該方法包括以下步驟
步驟1選擇主彩色編碼條紋選擇只包含若干種純色的彩色編碼條紋作為主彩色編碼條紋，所述的純色采用對24位真彩圖像三個分量紅R、綠G、藍B分別賦值實現(xiàn)，24位真彩圖像的R、G、B分量分別是8位，有256個灰階，把每個分量只取0和255兩個值，并將灰階255時為1，灰階0時為0，這樣R、G、B分量的取值分別為0或1，這三個分量有8種組合且分別代表八種純色，它們是黑色000、藍色001、綠色010、青色011、紅色100、品色101、黃色110、白色111，
步驟2求得主彩色編碼條紋的反碼設(shè)主彩色編碼條紋中(x，y)位置的像素K分量的值為K1(x，y)，反碼中(x，y)位置的像素K分量的值為K2(x，y)，則
其中0＜x＜wilth，0＜y＜height，wilth是彩色編碼條紋寬度方向的像素數(shù)，height是彩色編碼條紋高度方向的像素數(shù)，K＝R、G或B，
步驟3在具有彩色表面的被測物體表面投影并采集圖像將主彩色編碼條紋、主彩色編碼條紋的反碼和四幅90°相移條紋依次投影在具有彩色表面的被測物體表面，同時用彩色CCD采集圖像，
步驟4依照假設(shè)進行彩色圖像分割提出假設(shè)，兩種顏色的條紋投影到被測物體表面時這兩種顏色中相同分量的大小順序不變，
設(shè)采集到的主彩色編碼條紋圖中(x′，y′)位置的像素K′分量的值為K′1(x′，y′)，反碼中(x′，y′)位置的像素K′分量的值為K′2(x′，y′)，彩色圖像分割后得到的圖中(x′，y′)位置的像素K′分量的值為K′(x′，y′)，則
其中0＜x′＜wilth′，0＜y′＜height′，wilth′是采集到圖像寬度方向的像素數(shù)，height′是采集到圖像高度方向的像素數(shù)，K＝R、G或B，
步驟5對采集到的四幅帶90°相移圖解相位得到折疊相位采集到的四幅帶90°相移圖當成灰度圖來處理，令四幅帶90°相移圖中相位差α1＝0，α2＝π/2，α3＝π，α4＝3π/2，各圖可以表示為
其中，Ii(x′，y′)為第i幅相移圖(x′，y′)位置像素的灰度值，I0(x′，y′)為相移條紋圖的背景值，γ(x′，y′)為調(diào)制強度函數(shù)，
為待求相位場，0＜x′＜wilth′，0＜y′＜height′，wilth′是采集到圖像寬度方向的像素數(shù)，height′是采集到圖像高度方向的像素數(shù)；四幅相移圖像在同一光場中采集，背景灰度值相同，根據(jù)三角公式推導可得(x′，y′)位置像素的相位主值表達式
依據(jù)上述公式求得每一個像素對應的相位主值，組成取值在-π/2～π/2范圍內(nèi)周期變化的折疊相位，在周期內(nèi)部從左到右遞增，
將折疊相位的取值范圍調(diào)整為0～2π
則折疊相位的取值在0～2π范圍內(nèi)周期變化，在周期內(nèi)部從左到右遞增，
步驟6根據(jù)折疊相位確定各條紋邊界對折疊相位逐行掃描，灰度值極小值點為條紋邊界，
步驟7根據(jù)步驟6得到的條紋邊界逐行去除彩色圖像分割后圖像中的噪聲標記出彩色圖像分割后的圖像中對應于由折疊相位得到邊界的像素，對彩色圖像分割后的圖像逐行掃描，同一行每兩個相鄰邊界之間的像素屬于同一個彩色條紋，統(tǒng)計本行內(nèi)每兩個相鄰邊界之間的各個顏色像素的個數(shù)，將這些像素全部賦值為統(tǒng)計出的像素個數(shù)最多的顏色，
步驟8根據(jù)主彩色編碼條紋的解碼方法對步驟7得到的圖像解碼步驟7得到的圖像中各條紋的顏色與主彩色編碼條紋相同，設(shè)主彩色編碼條紋中各彩色條紋的編號從左到右依次為1，2，…，j，…，n，按照主彩色編碼條紋對應的解碼方法唯一確定步驟7得到的圖像中各彩色條紋的對應編號為n0，n0+1，…，j，…，n1，其中n0≥1，n1≤n，這些編號與步驟5得到的折疊相位周期一一對應，
步驟9根據(jù)步驟5得到的折疊相位和步驟8得到的編號進行相位展開設(shè)
對應的編號為j，則
其中
是采集到的各圖像(x′，y′)位置像素對應的帶有完整的被測物體表面高度信息的展開相位值，求出每個像素處的展開相位值，
步驟10用三角法求出被測物體表面高度信息。
全文摘要
一種基于正反碼彩色編碼條紋的三維測量方法，選擇一組性能較好且只包含若干種純色的彩色編碼條紋作為主彩色編碼條紋，并求得其反碼作為輔助條紋，結(jié)合四幅相移法，設(shè)計出不受到被測物體表面顏色和光照的影響的彩色圖像分割方法，準確判斷出主彩色編碼條紋圖中每個像素的顏色，然后由四幅帶90°相移圖得到周期變化的折疊相位圖，并以折疊相位的周期邊界作為彩色圖像分割圖中各條紋的邊界，對彩色圖像分割圖進一步處理，去除噪聲影響，提高彩色圖像分割的精度，進而提高解碼精度，提高三維測量的精度。
文檔編號G01B11/25GK101666631SQ20091003517
公開日2010年3月10日 申請日期2009年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月7日
發(fā)明者達飛鵬, 韓佩妤, 蓋紹彥 申請人:東南大學