[发明专利]三维扫描系统中的快速相位展开方法

权利要求书

1.一种三维扫描系统中的快速相位展开方法，包括如下步骤：

（1）设计基于相位轮廓测量法的三维扫描系统所需投影的三幅光栅相移图像T₁,T₂,T₃；

（2）用投影仪P将三幅光栅相移图像T₁,T₂,T₃依次投射到目标物体上；

（3）通过摄像机C同步拍摄投影到目标物体后发生变形的三幅光栅相移图像U₁,U₂,U₃，并传回至计算机；

（4）计算机对摄像机传输的三幅光栅相移图像U₁,U₂,U₃进行处理，即根据这三幅光栅相移图像U₁,U₂,U₃的数学关系，求解出每幅图像中每个像素点(i,j)的截断相位及周期标记信息P(i,j)：

P(i,j)=(Iij1+Iij2+Iij3)BCUij2+Vij2-AC]]>

其中，(i,j)为每幅图像中像素点的坐标值，是第k幅图像U_k中第i行第j列的像素点的灰度值，k=1,2,3；Uij=3(Iij3-Iij2),]]>Vij=2Iij1-Iij2-Iij3,]]>A^C,B^C分别为三幅光栅相移图像T₁,T₂,T₃中采用的背景光强和调制深度；

（5）根据每个像素点(i,j)的截断相位及周期标记信息P(i,j)，求解出每个像素点的周期信息：

n(i,j)=[P(i,j)T],]]>

其中[·]为四舍五入操作，T为三幅投影光栅模板T₁,T₂,T₃中采用的光栅周期；

（6）根据每个像素点(i,j)的截断相位及周期信息n(i,j)，求出每个像素点的相位展开值Φ(i,j)：

2.根据权利要求1所述的三维扫描系统中的快速相位展开方法，其中步骤（1）所述的基于相位轮廓测量法的三维扫描系统所需投影的三幅光栅相移图像T₁,T₂,T₃，按如下步骤进行设计：

2a)设定三幅光栅相移图像模板的背景光强为A^C，调制深度为B^C；

2b)设定第k幅光栅相移图像T_k的初始相移α_k分别为α₁=0,α₂=2π/3,α₃=-2π/3，k=1,2,3；

2c)设定三幅光栅相移图像中每个像素点(x,y)的调制相位φ(x,y)和每个像素点(x,y)对应的周期调制的灰度值P(x,y)为：

φ(x,y)=2πyT]]>

P(x,y)=[yT]·ΔP]]>

式中T为三幅投影光栅模板T₁,T₂,T₃中采用的光栅周期，[·]为四舍五入操作，ΔP为周期标记常数；

2d)将第k幅光栅相移图像T_k中第x行第y列的像素点(x,y)的灰度值标记为IkC(x,y,αk),]]>即：

IkC(x,y,αk)=AC+BCcos(φ(x,y)+αk)+P(x,y).]]>