[发明专利]高反光对象表面的结构光三维成像方法及系统

权利要求书

1.一种高反光对象表面的结构光三维成像方法，应用于高反光对象表面的结构光三维成像系统，所述系统包括通信连接的投影仪、图像捕获装置及计算机，其特征在于，所述方法包括：

所述计算机控制所述投影仪向被测物体表面投影多组频率相同且光照强度不同的二值相移编码图案；

所述图像捕获装置捕获经过所述被测物体表面反射之后的图像并发送给所述计算机，由所述计算机生成不同光照强度下的多个调制图片组，并按照光照强度从高到低的方式排序，其中，每组图片的数量相等；

获取光照强度最大的二值相移编码图案对应的调制图片组中各像素点的光照饱和强度，得到饱和像素点，由所述饱和像素点构成饱和区域；

根据所述饱和区域确定其他调制图片组的替换区域，计算其他每个调制图片组的替换区域内各像素点的光照饱和强度，得到与各饱和像素点一一对应的光照饱和强度最小且光照强度最大的替换像素点；

计算所述替换像素点的相位，在所述饱和区域中采用所述替换像素点的相位替代所述饱和像素点的相位，得到所述被测物体修复后的三维图像。

2.如权利要求1所述的高反光对象表面的结构光三维成像方法，其特征在于，所述方法还包括：

计算所述调制图片组中各像素点的光照饱和强度，计算公式为

其中，k为调制图片组序号，N为每组图片的数量且N为偶数，n、s为图片序号，c代表图像捕获设备，(x^c，y^c)为像素点坐标，为图片的灰度分布，为序号从第幅图片后的图片的灰度分布，M＝1。

3.如权利要求2所述的高反光对象表面的结构光三维成像方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述光照饱和强度计算所述调制图片组中各像素点的光照饱和率，计算公式为

其中，p为光照饱和率；

根据所述光照饱和率生成并输出所述调制图片组的光照饱和强度分布图。

4.如权利要求3所述的高反光对象表面的结构光三维成像方法，其特征在于，所述得到饱和像素点的步骤包括：

所述计算机将所述调制图片组中光照饱和率大于或等于预设的光照饱和率阈值的像素点确定为该调制图片组中的饱和像素点。

5.如权利要求4所述的高反光对象表面的结构光三维成像方法，其特征在于，所述得到与各饱和像素点一一对应的光照饱和强度最小且光照强度最大的替换像素点的步骤包括：

在所述其他每个调制图片组的替换区域内查找各像素点的最小光照饱和强度，计算公式为

W^{M}(x^c，y^c)＝min{W^(k)(x^c，y^c)，k＝1，2，...，K}

其中，{M}为最小光照饱和强度对应的像素点所在调制图片组的集合，M为所述最小光照饱和强度对应的像素点所在组的序号，K为所述调制图片组的总数量；

将集合{M}中光照强度最大的调制图片组中的像素点确定为所述替换像素点。

6.如权利要求5所述的高反光对象表面的结构光三维成像方法，其特征在于，所述方法还包括：

像素点的相位计算公式为

7.如权利要求1所述的高反光对象表面的结构光三维成像方法，其特征在于，所述方法还包括：

计算所述图像捕获装置的最大量化值，计算公式为

T＝2^b-1

其中，b为所述图像捕获装置的量化等级；

计算所述光照强度最大的二值相移编码光栅对应的调制图片组的每幅图片中各像素点的光照强度误差，计算公式为

其中，为各像素点的理论光照强度值。