一種基于色彩插值的結(jié)構(gòu)光投影系統(tǒng)色彩標定與校正方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種彩色結(jié)構(gòu)光投影系統(tǒng)色彩標定與校正方法，屬于結(jié)構(gòu)光精密測量技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明綜合運用彩色圖像分割技術(shù)與彩色強度插值技術(shù)，可以用來校正采集的彩色圖像，提高了基于彩色結(jié)構(gòu)光投影的3D形狀測量系統(tǒng)的準確性，克服彩色結(jié)構(gòu)光投影3D測量系統(tǒng)受物體表面色彩影響的缺陷。與現(xiàn)有的彩色結(jié)構(gòu)光投影系統(tǒng)色彩標定與色彩混疊校正處理技術(shù)相比，處理效率和精度更高。
【專利說明】
-種基于色彩插值的結(jié)構(gòu)光投影系統(tǒng)色彩標定與校正方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種基于色彩插值的結(jié)構(gòu)光投影系統(tǒng)色彩標定與校正方法，屬于結(jié)構(gòu) 光精密測量技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前市場上一般的彩色CCD相機與化P投影儀，S個色彩通道一般設(shè)計成相互重疊 的形式，主要目的是為了消除色彩盲區(qū)，運意味著一般的彩色圖像傳感系統(tǒng)，通道之間的色 彩混疊是不可避免的；對于相同通道，濾波器可能采用不同的帶寬，從而導致CCD相機與化P 投影儀的相同色彩通道之間存在不匹配現(xiàn)象。彩色通道間的色彩失真將嚴重地扭曲結(jié)構(gòu)光 模板，導致結(jié)構(gòu)光圖像偏離正弦分配，最終導致結(jié)構(gòu)光階數(shù)的計算錯誤。由于色彩混疊，= 個主色彩通道不能正確地從結(jié)構(gòu)光模板中分離開。結(jié)果，提取的相移結(jié)構(gòu)光模板包含扭曲 的強度輪廓，運也使得計算的相位產(chǎn)生嚴重的誤差。因此，減小色彩混疊與色彩失真，對彩 色結(jié)構(gòu)光投影系統(tǒng)獲取高精度的3D形狀數(shù)據(jù)是非常重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供了一種基于色彩插值的結(jié)構(gòu)光投影系統(tǒng)色彩標定與校正方法，通過綜 合運用彩色圖像分割技術(shù)與彩色強度插值技術(shù)，用來校正采集的彩色圖像，運將大大改善 基于彩色結(jié)構(gòu)光投影的3D形狀測量系統(tǒng)的準確性。
[0004] 本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下：
[0005] StepU設(shè)計并投影彩色模板圖像到白色平面上；
[0006] Step2、相機采集投影后的彩色模板圖像；
[0007] Step3、對采集到的彩色模板圖像進行分割；
[000引Step4、對每個分割區(qū)域，計算區(qū)域平均的R、G、B色彩通道強度值，并把該值作為最 終的采集色彩值；
[0009] steps、依據(jù)設(shè)計色彩值與采集色彩值建立色彩對應關(guān)系；
[0010] step6、根據(jù)最小色彩距離捜索初始的設(shè)計色彩值；
[0011] Step7、運用色彩插值技術(shù)計算與采集色彩值對應的最終的設(shè)計色彩值。
[001^ 所述步驟Stepl中總共投射24畐峨色模板圖像，每畐峨色模板圖像由24X24個柵 格區(qū)域組成，鄰接區(qū)域之間設(shè)計一些具有突變邊界的區(qū)域，運些區(qū)域的像素強度被設(shè)計成 最大值；
[0013] 每個柵格區(qū)域的R、G、B通道值設(shè)置在0~240之間變化，其中相鄰的色彩空間點間 的間隔設(shè)計成10,即色彩值依次為0，10,20,30…..240，總的離散色彩空間點數(shù)為：24X24 X24 = 13824〇
[0014] 所述步驟Step2中對采集到的設(shè)計彩色模板圖像標上與之對應的序號K，K的取值 為1~24。
[0015] 所述步驟Step3中，對采集到的彩色模板圖像進行分割的步驟如下：
[0016] (I)執(zhí)行圖像濾波、邊緣增強；
[0017] (2)計算像素絕對強度：
[001 引
[0019]其中，（i，j)為像素點坐標，POWER山山表示像素絕對強度，R山山，G[ i山]，B [i ] [ j ]分別表示像素點的R、G、B通道值；
[0020] (3)采用具體值為5的固定窗口，計算該窗口內(nèi)像素與其鄰接像素的平均強度差；
[0021] (4)提取分割區(qū)域種子點，需同時滿足如下兩個條件：
[0022] 對于高強度像素點，條件為：
[0023]
[0024] ，條件為：
[0025]
[00%]其中，error[i][j]表示固定窗口內(nèi)像素與其鄰接像素的平均強度差，POWEWi] [j]表示像素強度，ei，E2為口限值，利用鄰接像素平均誤差與圖像強度分布直方圖來計算；
[0027] (5)運用區(qū)域增長算法擴大種子區(qū)域，直到區(qū)域的邊緣像素或者區(qū)域內(nèi)像素強度 擬合平均誤差大于一個口限值，增長后的區(qū)域作為初始的分割區(qū)域；
[0028] (6)對初始的分割區(qū)域進行標識，假如增長后的分割區(qū)域與另一個鄰接區(qū)域相交， 或者鄰接的區(qū)域擬合誤差小于口限值63,鄰接區(qū)域?qū)⑷诤铣梢粋€整體區(qū)域；
[0029] (7)執(zhí)行區(qū)域增長與融合；
[0030] (8)重復步驟(1)-(7)，對未標識的區(qū)域進行處理，得到新的分割區(qū)域。
[0031] 所述步驟Step4中，采用分割區(qū)域像素的平均坐標作為區(qū)域的中屯、坐標，計算如 下：
[0032]
[0033] 其中，xi，yi分別表示分割區(qū)域像素的橫坐標與列坐標，X，Y分別表示分割區(qū)域的平 均橫坐標與平均列坐標;n表示分割區(qū)域的標號，N表示第n個分割區(qū)域內(nèi)的像素總數(shù)。
[0034] 所述步驟steps中，對采集的彩色模板圖像分割后，調(diào)整其區(qū)域標識與設(shè)計的彩色 模板圖像的區(qū)域標識一致，得到設(shè)計的彩色模板圖像與采集的彩色模板圖像的分割區(qū)域索 引，建立設(shè)計彩色模板圖像的設(shè)計色彩值與采集的彩色模板圖像的采集色彩值之間的對應 關(guān)系：
[0035] 計算設(shè)計彩色模板區(qū)域像素的R、G、B通道的平均強度值：
[0036]
[0037] 計算設(shè)計彩色模板圖像的R、G通道索引值：
[003引 i = (n-l) %24+1; i表示R通道索引值，％標示求余數(shù)。
[0039] j = (n-1 )/24+1; j 表示 G 通道索引值。
[0040] 建立設(shè)計彩色模板與采集的彩色模板間的對應關(guān)系：
[0041 ] colorresp[k] [n] .r = 10 X i ；coIorresp[k] [n] .g = 10 X j ；colorresp[k] [n] .b = lOXk；
[0042] COIorresp[k] [n] .R = R[n] ； colorresp[k] [n] .G = G[n] ； coIorresp[k] [n] .B = B
[n];
[0043] 其中，n表示分割區(qū)域的標號，N表示第n個區(qū)域的像素總數(shù);r[n][w]，g[n][w]，b [n][w]分別表示第n個區(qū)域第W個像素的R、G、B通道值;即n]，G[n]，B[n]分別表示第n個區(qū)域 平均的R，G，B通道強度值;colorresp[k][n]是一個結(jié)構(gòu)體，存儲著第k幅模板第n個區(qū)域的 設(shè)計色彩值與采集色彩值間的對應關(guān)系。
[0044] 所述步驟steps中，對采集的彩色模板圖像分割后，調(diào)整其區(qū)域標識的具體過程如 下：
[0045] (1)提取區(qū)域中屯、坐標，并且把中屯、坐標作為區(qū)域角點；
[0046] (2)提取區(qū)域四周角上的四個區(qū)域中屯、點，相應標識為A、B、C、D;
[0047] (3)連接區(qū)域中屯、點A與B，A與C，B與D，C與D，分別得到四條直線AB，AC，BD，CD;
[004引（4)分別沿著直線AB，AC，抓與CD，捜索區(qū)域中屯、坐標；
[0049] (5)根據(jù)區(qū)域中屯、坐標，沿著直線AB，CD標記區(qū)域號，標記的區(qū)域號隨著設(shè)計的色 彩R通道值索引而增加；
[0050] (6)根據(jù)區(qū)域中屯、坐標，沿著直線AC,抓標記區(qū)域號，標記的區(qū)域號隨著設(shè)計的色 彩G通道值索引而增加；
[0化1 ] (7)沿著直線AC，抓標記完區(qū)域中屯、坐標后，執(zhí)行如下處理：（i)在直線AC上的區(qū)域 中屯、坐標標記為rega[n]; (ii)在直線抓上de區(qū)域中屯、坐標標記為regb[n]; (iii)對于每一 個n值，連接rega[n]與regb[n]，可W得到n條直線，表示為line[n]; (iv)沿著line[n]捜索 剩下的區(qū)域中屯、坐標；
[0052] (S)B通道值索引根據(jù)投影的彩色模板圖像順序得到。
[0053] 所述步驟6中采用基于最小距離的方案來計算設(shè)計色彩初始值，設(shè)計色彩值與采 集色彩值間的最小色彩距離計算步驟如下：
[0054] Distance = (RO-Rl) X (R0-R1) + (G0-G1) X (G0-G1) + (B0-B1) X (BO-Bl);
[0化5] 其中，Rl，G1，BI是待校正圖像的采集色彩值：RO，G0,BO為依據(jù)最小距離在步驟 Steps中得到的色彩對應關(guān)系中捜索到的采集彩色值；
[0056] 再根據(jù)步驟Steps中設(shè)計色彩值與采集色彩值建立的色彩對應關(guān)系中查詢到對應 的初始的設(shè)計色彩值。
[0057] 所述步驟Step7中，在設(shè)計色彩值得到后，給定一個采集色彩值，運用色彩插值來 計算最終的設(shè)計色彩值。本發(fā)明采用MATLAB中的=維插值函數(shù)interp3來執(zhí)行運項任務(wù)。
[0058] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明投影與采集的圖像要少的多，可同時校正由于色彩 混疊、失真、不同表面反射率引起的誤差等，校正效率高，提高了基于彩色結(jié)構(gòu)光投影的3D 形狀測量系統(tǒng)的準確性。
【附圖說明】
[0059] 圖I為本發(fā)明整體步驟流程圖；
[0060] 圖2中(3)、化）、（(3)、（(1)分別為序號1(為5，10，15,20時的設(shè)計的彩色模板圖像；
[0061] 圖3中（a)、（b)、（C)、（d)分別為序號K為5,10,15,20時的相機采集的彩色模板圖 像；
[0062] 圖4為序號K為1時相機采集的彩色模板圖像；
[0063] 圖5為對序號K為1時相機采集的彩色模板圖像執(zhí)行分割后得到的圖像；
[0064] 圖6為圖5中圖像的區(qū)域中屯、像素坐標圖；
[0065] 圖7為圖6進行區(qū)域標識后編號為奇數(shù)的區(qū)域.；
[0066] 圖8為圖6進行區(qū)域標識后編號為偶數(shù)的區(qū)域.；
[0067] 圖9為被平面板調(diào)制的彩色結(jié)構(gòu)光正弦模板的圖像；
[0068] 圖10為對圖9執(zhí)行色彩校正后的圖像；
[0069] 圖11為被杯子與容器調(diào)制的彩色結(jié)構(gòu)光正弦圖像；
[0070] 圖12為對圖11執(zhí)行色彩校正后的圖像；
[0071 ]圖13為將彩色結(jié)構(gòu)光投影到一個平面上的解包裹相位圖；
[0072] 圖14為將彩色結(jié)構(gòu)光投影到一個平面上執(zhí)行色彩校正后的解包裹相位圖。
【具體實施方式】
[0073] W下結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步闡述，但本發(fā)明的保護內(nèi)容不限于所述 范圍。
[0074] 實施例:采用的具體設(shè)備如下:DLP投影機:Lenovo C113，投影機傳感單元分辨率： 800 X 600;彩色CCD數(shù)字相機:Panasonic DMC-FX07GK，最高分辨率：3072 X 2304，傳感器單 元尺寸：2.645祉m X 2.645祉m。
[0075] 具體的步驟:St邱1、設(shè)計并投影彩色模板圖像到白色平面上；
[0076] Step2、相機采集投影后的彩色模板圖像；
[0077] Step3、對采集到的彩色模板圖像進行分割；
[0078] Step4、對每個分割區(qū)域，計算區(qū)域平均的R、G、B色彩通道強度值，并把該值作為最 終的采集色彩值；
[0079] steps、依據(jù)設(shè)計色彩值與采集色彩值建立色彩對應關(guān)系；
[0080] steps、根據(jù)最小色彩距離捜索初始的設(shè)計色彩值；
[0081] Step7、運用色彩插值技術(shù)計算與采集色彩值對應的最終的設(shè)計色彩值。
[0082] 所述步驟Stepl中總共投射24副彩色模板圖像，每副彩色模板圖像由24X24個柵 格區(qū)域組成，鄰接區(qū)域之間設(shè)計一些具有突變邊界的區(qū)域，運些區(qū)域的像素強度被設(shè)計成 最大值；
[0083] 每個柵格區(qū)域的R、G、B通道值設(shè)置在0~240之間變化，其中相鄰的色彩空間點間 的間隔設(shè)計成10,即色彩值依次為0，10,20,30…..240，總的離散色彩空間點數(shù)為：24X24 X24 = 13824〇
[0084] 所述步驟Step2中對采集到的設(shè)計彩色模板圖像標上與之對應的序號K，K的取值 為1~24。
[0085] 所述步驟Step3中，對采集到的彩色模板圖像進行分割的步驟如下：
[0086] (I)執(zhí)行圖像濾波、邊緣增強；
[0087] (2)計算像素絕對強度：
[008引
[0089] 其中，（i，j)為像素點坐標，POW邸[i][j]表示像素絕對強度，即i][j]，G[i][j]，B [i ] [ j ]分別表示像素點的R、G、B通道值；
[0090] (3)采用具體值為5的固定窗口，計算該窗口內(nèi)像素與其鄰接像素的平均強度差；
[0091] (4)提取分割區(qū)域種子點，需同時滿足如下兩個條件：
[0092] 對于高強度像素點，條件為：
[0093]
[0094] 民件為：
[0095]
[0096] 其中，error[i][j]表示固定窗口內(nèi)像素與其鄰接像素的平均強度差，POWEWi] [j]表示像素強度，ei，。為口限值，利用鄰接像素平均誤差與圖像強度分布直方圖來計算， 對于K = 1圖像，e 1，e2分別為180，300;對于K = 2圖像，e 1，e2分別為150，100;
[0097] (5)運用區(qū)域增長算法擴大種子區(qū)域，直到區(qū)域的邊緣像素或者區(qū)域內(nèi)像素強度 擬合平均誤差大于一個口限值，增長后的區(qū)域作為初始的分割區(qū)域；
[0098] (6)對初始的分割區(qū)域進行標識，假如增長后的分割區(qū)域與另一個鄰接區(qū)域相交， 或者鄰接的區(qū)域擬合誤差小于口限值63,鄰接區(qū)域?qū)⑷诤铣梢粋€整體區(qū)域；
[0099] (7)執(zhí)行區(qū)域增長與融合；
[0100] (8)重復步驟(1)-(7)，對未標識的區(qū)域進行處理，得到新的分割區(qū)域。
[0101] 所述步驟Step4中，采用分割區(qū)域像素的平均坐標作為區(qū)域的中屯、坐標，計算如 下：
[0102]
[0103] 具甲，Xi，yi分別巧不分割區(qū)域像素的橫坐標與列坐標，X，Y分別表示分割區(qū)域的平 均橫坐標與平均列坐標;n表示分割區(qū)域的標號，N表示第n個分割區(qū)域內(nèi)的像素總數(shù)。
[0104] 所述步驟steps中，對采集的彩色模板圖像分割后，調(diào)整其區(qū)域標識與設(shè)計的彩色 模板圖像的區(qū)域標識一致，得到設(shè)計的彩色模板圖像與采集的彩色模板圖像的分割區(qū)域索 引，建立設(shè)計彩色模板圖像的設(shè)計色彩值與采集的彩色模板圖像的采集色彩值之間的對應 關(guān)系：
[0105] 計算設(shè)計彩色模板區(qū)域像素的R、G、B通道的平均強度值：
[0106]
[0107]計算設(shè)計彩色模板圖像的R、G通道索引值：
[01 08] i = (n-1) % 24+1; i表示R通道索引值，％標示求余數(shù)。
[0109] j = (n-1 )/24+1; j 表示 G 通道索引值。
[0110] 建立設(shè)計彩色模板與采集的彩色模板間的對應關(guān)系：
[0111] colorresp[k] [n] .r = 10 X i ；coIorresp[k] [n] .g = 10 X j ；colorresp[k] [n] .b = lOXk；
[0112] COIorresp[k] [n] .R = R[n] ； colorresp[k] [n] .G = G[n] ； coIorresp[k] [n] .B = B [n];
[0113] 其中，n表示分割區(qū)域的標號，N表示第n個區(qū)域的像素總數(shù);r[n][w]，g[n][w]，b [n][w]分別表示第n個區(qū)域第W個像素的R、G、B通道值;即n]，G[n]，B[n]分別表示第n個區(qū)域 平均的R，G，B通道強度值;colorresp[k][n]是一個結(jié)構(gòu)體，存儲著第k幅模板第n個區(qū)域的 設(shè)計色彩值與采集色彩值間的對應關(guān)系。
[0114] 所述步驟steps中，對采集的彩色模板圖像分割后，調(diào)整其區(qū)域標識的具體過程如 下：
[0115] (1)提取區(qū)域中屯、坐標，并且把中屯、坐標作為區(qū)域角點；
[0116] (2)提取區(qū)域四周角上的四個區(qū)域中屯、點，相應標識為A、B、C、D;
[0117] (3)連接區(qū)域中屯、點A與B，A與C，B與D，C與D，分別得到四條直線AB，AC，BD，CD;
[011引（4)分別沿著直線AB，AC，抓與CD，捜索區(qū)域中屯、坐標；
[0119] (5)根據(jù)區(qū)域中屯、坐標，沿著直線AB，CD標記區(qū)域號，標記的區(qū)域號隨著設(shè)計的色 彩R通道值索引而增加；
[0120] (6)根據(jù)區(qū)域中屯、坐標，沿著直線AC JD標記區(qū)域號，標記的區(qū)域號隨著設(shè)計的色 彩G通道值索引而增加；
[0121] (7)沿著直線AC，抓標記完區(qū)域中屯、坐標后，執(zhí)行如下處理：（i)在直線AC上的區(qū)域 中屯、坐標標記為rega[n]; (ii)在直線抓上de區(qū)域中屯、坐標標記為regb[n]; (iii)對于每一 個n值，連接rega[n]與regb[n]，可W得到n條直線，表示為line[n]; (iv)沿著line[n]捜索 剩下的區(qū)域中屯、坐標；
[0122] (S)B通道值索引根據(jù)投影的彩色模板圖像順序得到。
[0123] 所述步驟6中采用基于最小距離的方案來計算設(shè)計色彩初始值，設(shè)計色彩值與采 集色彩值間的最小色彩距離計算步驟如下：
[0124] Distance = (R0-R1)X(R0-R1) + (G〇-Gl)X(G0-G1) + (B〇-Bl)X(B0-B1);
[0125] 其中，R1，G1，B1是待校正圖像的采集色彩值：R0，G0，B0為依據(jù)最小距離在步驟 Steps中得到的色彩對應關(guān)系中捜索到的采集彩色值；
[01%]再根據(jù)步驟Steps中設(shè)計色彩值與采集色彩值建立的色彩對應關(guān)系中查詢到對應 的初始的設(shè)計色彩值。
[0127]所述步驟Step7中，在設(shè)計色彩值得到后，給定一個采集色彩值，運用色彩插值來 計算最終的設(shè)計色彩值。本發(fā)明采用MATLAB中的=維插值函數(shù)interp3來執(zhí)行運項任務(wù)。 [01%]如圖2中（3)、化）、（(3)、（(1)所示分別表示序號1(為5、10、15、20時的設(shè)計彩色模板圖 像;圖3中(3)、化）、（(3)、（(1)分別表示相機采集的序號1(為5、10、15、20時的彩色模板圖像;圖 4為相機采集的序號K為1時的彩色模板圖像；圖5是對采集的序號K為1時的彩色模板圖像進 行分割后得到的圖像;圖6為對圖5分割后的區(qū)域中屯、像素坐標，用白色V'字標識的分割區(qū) 域中屯、像素后的表示圖；圖7為區(qū)域標識后編號為奇數(shù)的區(qū)域；圖8為區(qū)域標識后編號為偶 數(shù)的區(qū)域；
[0129] 圖9為被平面板調(diào)制的彩色結(jié)構(gòu)光正弦模板校正前的圖像，圖10為校正后的對應 的圖像；圖11是校正前的被杯子與容器調(diào)制的彩色結(jié)構(gòu)光正弦圖像，圖12是校正后的對應 的圖像；圖13為將彩色結(jié)構(gòu)光投影到一個平面上的解包裹相位圖，圖14為校正后的對應的 圖像。
[0130] 如圖9-14所示，本發(fā)明方法明顯改善了解包裹相位的準確性，運將增加3D測量的 精度。
[0131] 本發(fā)明通過具體實施過程進行說明的，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，還可W對 本發(fā)明進行各種變換及等同代替，因此，本發(fā)明不局限于所公開的具體實施過程，而應當包 括落入本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實施方案。
【主權(quán)項】
1. 一種基于色彩插值的結(jié)構(gòu)光投影系統(tǒng)色彩標定與校正方法，其特征在于:包括如下 具體步驟： Stepl、設(shè)計并投影彩色模板圖像到白色平面上； Step2、相機采集投影后的彩色模板圖像； Step3、對采集到的彩色模板圖像進行分割； Step4、對每個分割區(qū)域，計算區(qū)域平均的R、G、B色彩通道強度值，并把該值作為最終的 采集色彩值； Step5、依據(jù)設(shè)計色彩值與采集色彩值建立色彩對應關(guān)系； Step6、根據(jù)最小色彩距離搜索初始的設(shè)計色彩值； Step7、運用色彩插值技術(shù)計算與采集色彩值對應的最終的設(shè)計色彩值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于色彩插值的結(jié)構(gòu)光投影系統(tǒng)色彩標定與校正方法，其特 征在于:所述步驟Stepl中總共投射24副彩色模板圖像，每副彩色模板圖像由24X24個柵格 區(qū)域組成，鄰接區(qū)域之間設(shè)計一些具有突變邊界的區(qū)域，這些區(qū)域的像素強度被設(shè)計成最 大值； 每個柵格區(qū)域的R、G、B通道值設(shè)置在O~240之間變化，其中相鄰的色彩空間點間的間 隔設(shè)計成10，即色彩值依次為〇，10，20，30…240，總的離散色彩空間點數(shù)為：24 X 24 X 24 =13824〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于色彩插值的結(jié)構(gòu)光投影系統(tǒng)色彩標定與校正方法，其特 征在于:所述步驟Step2中對采集到的設(shè)計彩色模板圖像標上與之對應的序號K，K的取值為 1 ~24〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于色彩插值的結(jié)構(gòu)光投影系統(tǒng)色彩標定與校正方法，其特 征在于:所述步驟Step3中，對采集到的彩色模板圖像進行分割的步驟如下： (1) 執(zhí)行圖像濾波、邊緣增強； (2) 計算像素絕對強度：共屮，U，豕系好、生你，尸uwbKLiJLJ」衣不1豕系靶刈5蟲皮，i<Li」LJ」，bLi][ j]，B[i] [」_]分別表示像素點的1?、6、8通道值； (3) 采用具體值為5的固定窗口，計算該窗口內(nèi)像素與其鄰接像素的平均強度差； (4) 提取分割區(qū)域種子點，需同時滿足如下兩個條件： 對于高強度像素點，條件為： I error[i][ j] < \P〇WER[i][ j] > 對于低強度像素點，條件為： \p〇WER[i}U]<e2 其中，err〇r[i][j]表示固定窗口內(nèi)像素與其鄰接像素的平均強度差，POWER[i][j]表 示像素強度，為門限值，利用鄰接像素平均誤差與圖像強度分布直方圖來計算； (5) 運用區(qū)域增長算法擴大種子區(qū)域，直到區(qū)域的邊緣像素或者區(qū)域內(nèi)像素強度擬合 平均誤差大于一個門限值，增長后的區(qū)域作為初始的分割區(qū)域； (6) 對初始的分割區(qū)域進行標識，假如增長后的分割區(qū)域與另一個鄰接區(qū)域相交，或者 鄰接的區(qū)域擬合誤差小于門限值ε3,鄰接區(qū)域?qū)⑷诤铣梢粋€整體區(qū)域； (7) 執(zhí)行區(qū)域增長與融合； (8) 重復步驟(1)-(7)，對未標識的區(qū)域進行處理，得到新的分割區(qū)域。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于色彩插值的結(jié)構(gòu)光投影系統(tǒng)色彩標定與校正方法，其特 征在于:所述步驟Step4中，采用分割區(qū)域像素的平均坐標作為區(qū)域的中心坐標，計算如下：其中，Xi，y i分別表不分割區(qū)域像素的橫坐標與列坐標，X，Y分別表不分割區(qū)域的平均橫 坐標與平均列坐標;η表不分割區(qū)域的標號，N表不第η個分割區(qū)域內(nèi)的像素總數(shù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于色彩插值的結(jié)構(gòu)光投影系統(tǒng)色彩標定與校正方法，其特 征在于:所述步驟Step5中，對采集的彩色模板圖像分割后，調(diào)整其區(qū)域標識與設(shè)計的彩色 模板圖像的區(qū)域標識一致，得到設(shè)計的彩色模板圖像與采集的彩色模板圖像的分割區(qū)域索 弓丨，建立設(shè)計彩色模板圖像的設(shè)計色彩值與采集的彩色模板圖像的采集色彩值之間的對應 關(guān)系： 計算設(shè)計彩色模板區(qū)域像素的R、G、B通道的平均強度值：計算設(shè)計彩色模板圖像的R、G通道索引值： i = (n-1) % 24+1; i表示R通道索引值，％標示求余數(shù)。 j = (n-1 )/24+1; j表示G通道索引值。 建立設(shè)計彩色模板與采集的彩色模板間的對應關(guān)系： colorresp[k] [n].r=10Xi； colorresp[k] [n].g=10Xj； colorresp[k] [n].b = 10X k； colorresp[k] [n] .R=R[n] ； colorresp[k] [n] .G = G[n] ； colorresp[k] [n] .B = B[n]； 其中，n表示分割區(qū)域的標號，N表示第n個區(qū)域的像素總數(shù);r[n][w]，g[n][w]，b[n][w] 分別表示第η個區(qū)域第w個像素的R、G、B通道值;R[n]，G[n]，B[n]分別表示第η個區(qū)域平均的 R，G，B通道強度值;c 〇l〇rreSp[k][n]是一個結(jié)構(gòu)體，存儲著第k幅模板第η個區(qū)域的設(shè)計色 彩值與采集色彩值間的對應關(guān)系。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于色彩插值的結(jié)構(gòu)光投影系統(tǒng)色彩標定與校正方法，其特 征在于:所述步驟Step5中，對采集的彩色模板圖像分割后，調(diào)整其區(qū)域標識的具體過程如 下： (1) 提取區(qū)域中心坐標，并且把中心坐標作為區(qū)域角點； (2) 提取區(qū)域四周角上的四個區(qū)域中心點，相應標識為A、B、C、D; (3) 連接區(qū)域中心點A與B，A與C，B與D，C與D，分別得到四條直線AB，AC，K)，⑶； (4) 分別沿著直線AB，AC，K)與CD，搜索區(qū)域中心坐標； (5) 根據(jù)區(qū)域中心坐標，沿著直線AB，⑶標記區(qū)域號，標記的區(qū)域號隨著設(shè)計的色彩R通 道值索引而增加； (6) 根據(jù)區(qū)域中心坐標，沿著直線AC，BD標記區(qū)域號，標記的區(qū)域號隨著設(shè)計的色彩G通 道值索引而增加； (7) 沿著直線AC，BD標記完區(qū)域中心坐標后，執(zhí)行如下處理：（i)在直線AC上的區(qū)域中心 坐標標記為:rega[n]; (ii)在直線BD上de區(qū)域中心坐標標記為regb[n]; (iii)對于每一個η 值，連接rega[n]與regb[n]，可以得到η條直線，表示為line[n]; (iv)沿著line[n]搜索剩下 的區(qū)域中心坐標； (S)B通道值索引根據(jù)投影的彩色模板圖像順序得到。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于色彩插值的結(jié)構(gòu)光投影系統(tǒng)色彩標定與校正方法，其特 征在于:所述步驟6中采用基于最小距離的方案來計算設(shè)計色彩初始值，設(shè)計色彩值與采集 色彩值間的最小色彩距離計算步驟如下： Distance=(RO-Rl) X (R0-R1) + (G0-G1) X (G0-G1) + (B0-B1) X (BO-Bl); 其中，Rl，G1，B1是待校正圖像的采集色彩值:R0，G0，B0為依據(jù)最小距離在步驟step5中 得到的色彩對應關(guān)系中搜索到的采集彩色值； 再根據(jù)步驟step5中設(shè)計色彩值與采集色彩值建立的色彩對應關(guān)系中查詢到對應的初 始的設(shè)計色彩值。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于色彩插值的結(jié)構(gòu)光投影系統(tǒng)色彩標定與校正方法，其特 征在于:所述步驟Step7中，在設(shè)計色彩值得到后，給定一個采集色彩值，運用色彩插值來計 算最終的設(shè)計色彩值。
【文檔編號】G06T7/00GK106023163SQ201610312182
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】李文國, 楊其樂, 陳迎春, 陳 田
【申請人】昆明理工大學