[发明专利]一种基于畸变全局修正的数字投影光栅图像拟合校正方法

权利要求书

1.一种基于畸变全局修正的数字投影光栅图像拟合校正方法，其特征在于：采用光栅投影系统采集数字投影光栅图像，采用光栅投影系统：包括投影仪(1)、计算机(5)、相机(2)和平台(3)，待测物体(4)置于平台(3)上，投影仪(1)连接计算机(5)，投影仪(1)和相机(2)分别置于待测物体(4)上方的两侧，投影仪(1)的镜头和相机(2)的镜头均朝向待测物体(4)；计算机中发出输入光栅模式的信号，输入到投影仪中产生光栅图样作为光栅光源照射到待测物体(4)和平台(3)上，相机(2)采集光栅图样照射到待测物体(4)和平台(3)后的图像作为输出光栅模式；结合将输入光栅模式和输出光栅模式依次进行光强校正、像素匹配、正弦校正的步骤；

以相机获得的输出光栅模式的正弦性作为校正依据，对计算机向投影仪发出的输入光栅模式进行校正，以获得满足一定正弦性的输出光栅模式；在校正中，首先通过光强校正消除输出光栅模式中的波峰平台和波谷平台；然后通过像素匹配将输出光栅模式和输入光栅模式中的像素点一一对应，为正弦校正做准备；最后，通过逐行进行的正弦校正使输出光栅模式满足一定正弦性要求。

2.根据权利要求1所述的一种基于畸变全局修正的数字投影光栅图像拟合校正方法，其特征在于：所述的输出光栅模式是相机(2)获取到的待测物体(4)和平台(3)表面带光栅图样的灰度图，所述的输入光栅模式是计算机(5)控制投影仪(1)照射出光栅图样的灰度图。

3.根据权利要求1所述的一种基于畸变全局修正的数字投影光栅图像拟合校正方法，其特征在于：所述光强校正具体为：

通过相机(2)获取的输出光栅模式的图像反馈，不断迭代调整计算机(5)发出的输入光栅模式的信号输入到投影仪(1)，进而调整投影仪(1)照射到待测物体(4)的光栅图样的背景光强和调制幅度：

第i+1次迭代调整时，输入光栅模式的背景光强aⁱ⁺¹和调制幅度bⁱ⁺¹是根据第i次迭代调整时输入光栅模式的背景光强aⁱ和调制幅度bⁱ采用以下方式处理计算获得：

其中，Z₁、Z₂分别表示背景光强迭代变量、调制幅度迭代变量，sⁱ⁺¹表示第i+1次迭代调整时的迭代步长；

用带有所计算获得的背景光强aⁱ⁺¹和调制幅度bⁱ⁺¹的输入光栅模式通过计算机(5)产生并输入到投影仪(1)进行下一次投影；

上述公式中的迭代步长sⁱ⁺¹和两个迭代变量Z₁、Z₂具体采用以下方式获得：

绘制输出光栅模式首行像素点的灰度分布曲线，判断曲线上是否出现波谷平台和波峰平台；波谷平台是指在灰度分布曲线极小值点附近连续出现的至少10个极小邻域点所构成的区域，极小邻域点为处于极小值点前后附近且灰度值位于极小值点灰度值的邻域范围内；波峰平台是指在灰度分布曲线极大值点附近连续出现的至少10个极大邻域点所构成的区域，极大邻域点为处于极大值点前后附近且灰度值位于极大值点灰度值的邻域范围内；

若出现波谷平台而未出现波峰平台，迭代步长sⁱ⁺¹和两个迭代变量Z₁、Z₂计算为：

Z₁＝1,Z₂＝0

上式中，Lⁱ为第i次迭代调整时输出光栅模式中的所有像素点的最高灰度值，Aⁱ为第i次迭代调整时输出光栅模式的背景光强，Bⁱ为第i次迭代调整中输出光栅模式调制幅度的拟合值，λ₁为光强的比例缩放系数；

若出现波峰平台而未出现波谷平台，迭代步长sⁱ⁺¹和两个迭代变量Z₁、Z₂计算为：

sⁱ⁺¹＝-λ₁[(Aⁱ+Bⁱ)-Lⁱ]

Z₁＝1,Z₂＝0

若波峰平台和波谷平台同时出现，迭代步长sⁱ⁺¹和两个迭代变量Z₁、Z₂计算为：

Z₁＝0,Z₂＝1

其中，为波峰平台的极大值点及其附件所有极大邻域点的平均灰度值，为波谷平台的极小值点及其附件所有极小邻域点的平均灰度值；

若波峰平台和波谷平台均未出现，则无需校正，不做处理，并终止迭代调整；

设置迭代次数阈值，在迭代调整达到迭代次数阈值后，终止迭代调整。