[发明专利]基于条纹结构光的动态场景深度获取方法

权利要求书

1.一种基于条纹结构光的动态场景深度获取方法，包括如下步骤：

（1）设计2元3次De Bruijn序列编码的不同宽度的黑白条纹模板P，并经投影仪T将该黑白条纹模板P投射到三维场景中，用摄像机C记录经场景调制过的变形条纹图像U；

（2）对记录变形条纹图像U使用阈值法二值化，得到二值图像B；

（3）根据占空比的不同，将二值图像B中的每个黑白条纹对译成0、1序列码；

（4）根据De Bruijn序列解码方式，将步骤（3）中得到的对应黑白条纹对的0、1序列解码为0～7的序号N；

（5）在步骤（4）得到的黑白条纹对序号N基础上加上8M，得到连续序号，其中M为正整数，其取值通过如下公式确定：

M=quot(fdmax(Cx+(dmax-Cz)(xU-Cx)zU-Cz),8L),]]>

其中，(x_U,y_U,z_U)为变形条纹图像U像素点的三维坐标，(C_x,C_y,C_z)为摄像机C的光心坐标，f为投影仪T的焦距，quot（）为求商符号，L为黑白条纹宽度之和；

（6）对所得变形条纹图像U与黑白条纹模板P求其相位差，利用该相位差与步骤（5）得到的连续序号求取变形条纹图像U中各像素点对应在黑白条纹模板P中的匹配点坐标；

（7）对变形条纹图像U中每个像素点，结合步骤（6）得到的匹配点坐标，用线面相交几何关系求得相应的深度值D₁；

（8）用Harris角点检测算子提取变形条纹图像U的角点，再用所得角点划分变形条纹图像U的连续区域；

（9）对深度值D₁中的异常值进行校正：

（9a）计算步骤（5）中相邻连续条纹序号的差值，定义差值不是1的条纹序号对应的像素点的深度值为异常值D₂，并对变形条纹图像U中所有像素点的深度值的正常或者异常进行标记，记作q，第n个像素点的标记q_n={0,1}，n=1…576×576，576×576为变形条纹图像U的分辨率，0表示深度值正常，1表示深度值异常；

（9b）选取异常值D₂邻域内未被标记的正常深度值D₁，再在这些正常深度值D₁中筛选与异常值D₂位于同一连续区域内的正常深度值D₁，对这些深度值D₁求平均得到对异常值D₂的校正值D₃；

（9c）由正常深度值D₁与校正值D₃，得到最终的深度值D为：D=(1-q)·D₁+q·D₃，即当q=0时，D=D₁；当q=1时，D=D₃。