[发明专利]基于π相移提升调制度图像质量的方法

说明书

本发明公开了一种基于π相移提升调制度图像质量的方法。过程为：生成两帧具有π相移的条纹图，将两帧条纹图分别投影到被测物体上，采集两帧变形条纹图，先将两帧变形条纹图进行相减，并对相减后的条纹图进行处理获得频谱图，再对频谱图依次进行滤波、逆傅里叶变换和取模运算得到高质量的调制度图像。本发明通过对两帧具有π相移的正弦条纹图进行相减，不仅可以消除频谱中的零频分量，而且还能消除频谱混叠引入的误差，同时展宽了滤波范围，从而提升了调制度图像质量。

技术领域

本发明属于物体三维测量技术领域，具体涉及一种基于π相移提升调制度图像质量的方法。

背景技术

对物体三维信息的采集在现代科技的发展中具有重要的意义。在各种三维测量技术中，傅里叶变换轮廓术、相位测量轮廓术和调制度测量轮廓术等基于面结构光的光学三维测量方法由于具有非接触、高精度和全场测量等特点，在三维信息获取领域已得到了广泛的研究和应用。在诸多的光学三维测量方法中，都涉及到对调制度图像信息的提取，调制度图像质量的高低会直接影响到三维重构物体的精度。

调制度图像的质量与条纹图的频率直接相关，当条纹频率较低时，由于基频与零频距离较近，容易存在频谱混叠，提取的调制度图像中会有背景光强的干扰；如果提高条纹频率，虽然可以尽量减少频谱混叠现象，提升调制度图像质量，但是所测量物体的形貌变化率会受到限制，降低三维测量方法的普适性。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种简单、可靠性高的基于Π相移提升调制度图像质量的方法。

本发明采用的技术方案是：一种基于π相移提升调制度图像质量的方法，生成两帧具有π相移的条纹图，将两帧条纹图分别投影到被测物体上，采集两帧变形条纹图，先将两帧变形条纹图进行相减，对相减后的条纹图进行傅里叶变换处理获得频谱图，再对频谱图依次进行滤波、逆傅里叶变换和取模运算得到被测物体的高质量调制度图像。

本发明的有益效果是：

1.本发明通过对两帧具有π相移的正弦条纹图进行相减，不仅可以消除频谱中的零频分量，而且还能消除频谱混叠引入的误差，同时展宽滤波范围。

2.由于环境光、图像投影与采集设备引入的非线性误差对两帧变形条纹图的影响完全一致，通过对图像的相减可对这类误差进行抑制，提升调制度图像质量。

3.本发明可以灵活设计所需要的光栅条纹，因此可以在很短的时间内得到所需的两帧具有π相移的变形条纹图，方法简单。

附图说明

图1为本发明两帧具有π相移的变形条纹图相减后的频谱示意图。

图2为被测物体的示意图。

图3为用本发明方法得到的高质量调制度图像示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

如图1-3所示，本发明提供一种基于π相移提升调制度图像质量的方法，生成两帧具有π相移的条纹图，将两帧条纹图分别投影到被测物体上，采集两帧变形条纹图，先将两帧变形条纹图进行相减，对相减后的条纹图进行傅里叶变换处理获取频谱图，再对频谱图依次进行滤波、逆傅里叶变换和取模运算得到被测物体的高质量调制度图像。

具体详细过程如下：

计算机编码生成两帧具有π相移的正弦条纹图，经图像投影设备投影到被测物体上，被测物体高度对其进行调制使其产生变形后，由图像采集设备采集到的两帧变形条纹图的光强如式(1)、(2)所示：