專利名稱：基于二進(jìn)制條紋疊加的正弦光柵生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于投影儀和相機(jī)非線性響應(yīng)相關(guān)領(lǐng)域。涉及到正弦條紋光柵合成的問(wèn)題。具體為一種基于二進(jìn)制條紋疊加的正弦光柵生成方法。
背景技術(shù)：
光學(xué)三維測(cè)量在工業(yè)自動(dòng)檢測(cè)、產(chǎn)品質(zhì)量控制、逆向設(shè)計(jì)、生物醫(yī)學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)、文物復(fù)制、人體測(cè)量等眾多領(lǐng)域中具有廣泛應(yīng)用。這種巨大的應(yīng)用需求，促使了多種光學(xué)測(cè)量技術(shù)的快速發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字圖像獲取設(shè)備和光學(xué)器件的發(fā)展，很多三維光學(xué)測(cè)量技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用的成熟階段，同時(shí)新的三維測(cè)量方法還在不斷涌現(xiàn)?；跅l紋投影的光學(xué)三維面形測(cè)量方法具有非接觸、高精度、高速度等特點(diǎn)，已廣泛用于機(jī)器視覺(jué)、面形檢測(cè)、實(shí)物仿形、產(chǎn)品質(zhì)量控制、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)光測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量誤差有兩個(gè)主要來(lái)源相移誤差和非正弦波形誤差。相移誤差是由于相移步距的不準(zhǔn)確所致，它常常是不可避免的，但可通過(guò)采用精密的相移裝置和測(cè)量過(guò)程中采用實(shí)時(shí)相移校正技術(shù)來(lái)降低。隨著數(shù)字顯示技術(shù)的發(fā)展，商業(yè)化的數(shù)字投影儀(DLP)在結(jié)構(gòu)光測(cè)量系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。數(shù)字投影儀投射光柵可以消除相移誤差，但是由于設(shè)計(jì)原因，投影儀和相機(jī)均具有灰度非線性失真的性質(zhì)，使得拍攝得到的正弦光柵投影條紋不具有良好的正弦性，隨之會(huì)給測(cè)量帶來(lái)相位誤差。投影儀具有的非線性失真，稱為伽馬失真，既是投影儀的輸入輸出呈現(xiàn)指數(shù)函數(shù)響應(yīng)關(guān)系。伽馬失真將成為影響測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度的主要因素?，F(xiàn)有的減小伽馬非線性引起的測(cè)量誤差的方法包括利用數(shù)學(xué)方法直接處理伽馬非線性；增加相移步數(shù)減小誤差；采用查表法預(yù)先設(shè)定誤差；基于樣條曲線擬合法。這些方法可以大大提高測(cè)量精度，但是也存在一些缺陷樣條擬合法在相位計(jì)算時(shí)需要經(jīng)過(guò)多次迭代，運(yùn)算量較大；增加相移步數(shù)意味著投影圖片數(shù)量的增加；查表法在標(biāo)定投影儀伽馬值的過(guò)程中需要大量時(shí)間。針對(duì)這一問(wèn)題本發(fā)明提出了一種基于二進(jìn)制模型，解決非線性問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問(wèn)題為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于二進(jìn)制條紋疊加的正弦光柵生成方法。能夠克服投影儀和相機(jī)非線性響應(yīng)并通過(guò)二進(jìn)制法將理論二進(jìn)制圖片疊加生成正弦光柵。技術(shù)方案本發(fā)明首先生成一個(gè)正弦光柵圖片，再通過(guò)二進(jìn)制的方法，將I張正弦光柵圖片分解為8張二進(jìn)制圖片。根據(jù)二進(jìn)制的分解原理，每張二進(jìn)制圖像的每個(gè)點(diǎn)代表原正弦光柵各個(gè)點(diǎn)進(jìn)行二進(jìn)制后的一個(gè)位，取值只能為O或I。通過(guò)投影8張二進(jìn)制圖片，最終將8張二進(jìn)制圖片合成一張正弦光柵圖片。
本發(fā)明的技術(shù)方案為所述一種基于二進(jìn)制條紋疊加的正弦光柵生成方法，其特征在于包括以下步驟步驟I :生成至少兩個(gè)周期的正弦光柵條紋圖片A ;
步驟2 :根據(jù)二進(jìn)制重構(gòu)公式
權(quán)利要求
1.一種基于二進(jìn)制條紋疊加的正弦光柵生成方法，其特征在于包括以下步驟 步驟I :生成至少兩個(gè)周期的正弦光柵條紋圖片A ； 步驟2 :根據(jù)二進(jìn)制重構(gòu)公式
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種基于二進(jìn)制條紋疊加的正弦光柵生成方法，其特征在于步驟3中CCD相機(jī)的拍攝視角與投影儀光軸的夾角為20° 40°。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種基于二進(jìn)制條紋疊加的正弦光柵生成方法，本發(fā)明首先生成一個(gè)正弦光柵圖片，再通過(guò)二進(jìn)制的方法，將1張正弦光柵圖片分解為8張二進(jìn)制圖片。根據(jù)二進(jìn)制的分解原理，每張二進(jìn)制圖像的每個(gè)點(diǎn)代表原正弦光柵各個(gè)點(diǎn)進(jìn)行二進(jìn)制后的一個(gè)位，取值只能為0或1。通過(guò)投影8張二進(jìn)制圖片，最終將8張二進(jìn)制圖片合成一張正弦光柵圖片。通過(guò)本發(fā)明可獲得一張合成的平面正弦光柵投影圖片E，投影圖片E各點(diǎn)的像素值的范圍為0到255，并且成正弦分布，從而避免了投影儀與相機(jī)的非線性響應(yīng)而引起的誤差。
文檔編號(hào)G01B11/25GK102798354SQ20121031071
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者萬(wàn)能, 常智勇, 樊迪, 黃亮, 張棟梁, 李春磊 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)