[发明专利]一种相移轮廓术三维测量方法、系统、设备及其存储介质

权利要求书

1.一种相移轮廓术三维测量方法，其特征在于，包括：

产生目标图像；

对所述目标图像进行编码，以得到具有π相移差的目标条纹图像；具体包括：

光源设备的第n帧条纹强度表示为：

其中，P_n(x,y)表示一个变量因子，其角标n表示光源设备的光源强度随时间或者相移发生变化；(x,y)表示光源设备平面上的像素坐标；α和b分别为背景强度和对比度；f和N分别表示条纹图的空间频率和相移步数；

由图像采集器获取的第n帧变形条纹图的强度分布表示为：

其中，A_n(x,y)表示每帧条纹的背景光强，B_n(x,y)表示每帧条纹的对比度；表示被测物体的相位信息，可以由N步相移算法获取：

对所述具有π相移差的目标条纹图像进行N步相移产生彩色条纹图；具体包括：

光源设备的R和B通道存储具有π相位差的条纹，则图像采集器获取的变形条纹可表示为：

其中和别表示R通道的背景光强和对比度；和分别为B通道的背景强度和对比度；3颜色通道R、G、B分别对应C＝1，2，3；和分别表示R,G和B通道的条纹强度；

对所述彩色条纹图进行对比度和背景光强校正操作，以得到初级校正条纹图；具体包括：

对N帧所述彩色条纹图进行分离操作，得到N帧R通道条纹图和N帧B通道条纹图；

对所述R通道条纹图的背景和对比度进行校正得到R通道初级校正条纹图，使得每帧所述R通道初级校正条纹图的背景等于所述B通道条纹图的背景，每帧所述R通道初级校正条纹图的对比度等于所述B通道条纹图的对比度；

具体包括：

由背景光强校正方法校正R通道条纹图中变化的背景光强，其背景校正公式如下：

其中，和分别表示R和B通道条纹图的平均灰度值。

由对比度方法消除R通道条纹中对比度变化的影响，其对比度校正过程如下：

其中，是R通道条纹强度的校正结果，表示条纹图I^r1(x,y,n)的平均灰度值，和分别为和的方差；

所述R通道初级校正条纹图的条纹强度和B通道条纹图的条纹强度相减，以消除变化的背景光进而得到次级校正条纹图，其步骤具体包括：

为R通道校正条纹图的条纹强度和B通道校正条纹图的条纹强度的差值；

对R通道校正条纹图的强度和B通道条纹图的强度相减后得到的强度残差值，对强度残差值进行归一化操作，其具体步骤如下：

其中和分别表示的最大和最小强度值；

对所述次级校正条纹图进行归一化处理，以得到校正条纹图；

根据所述校正条纹图得到相位信息，具体包括：

利用N步相移算法提取相移条纹图的相位信息并对相位信息进行展开以获取连续相位信息φ(x,y)；

利用相位-高度映射公式得到物体的所述三维形貌信息，具体步骤如下：

其中，l表示图像采集器到参考平面的距离；d表示图像采集器与光源设备之间的距离。

2.根据权利要求1所述的相移轮廓术三维测量方法，其特征在于，所述目标图像包括R通道图和B通道图。