[发明专利]一种基于相机响应曲线的条纹检测方法

说明书

一种基于相机响应曲线的条纹检测方法，包括以下步骤：1)通过拍摄不同曝光时间的固定场景的照片得到相机的响应曲线；2)将正弦变化的灰度条纹投影到物体上；3)利用相机响应曲线将灰度条纹转化成能量条纹；4)利用相移技术将能量条纹进行相位解码，得到待测物体模型。本发明提供一种精度较高的基于相机响应曲线的条纹检测方法。

技术领域

本发明属于物体检测领域，涉及一种基于相机响应曲线的条纹检测方法。

背景技术

条纹检测法作为一种非接触式的三维检测方法，具有高效、快速、精度适中、简单非侵入等优点，被广泛地应用于逆向工程、产品质量检测、医学诊断等方面。条纹检测法需要将正弦变化的灰度条纹利用投影仪投影到物体上，再用照相机捕获条纹的形变，利用相移算法进行解码，获得物体的三维模型。在检测的过程中，获取正弦条纹质量的好坏(条纹的正弦性及噪声)将直接影响测量的精度，由于环境光影响与投影仪、照相机的系统误差，使用直接获得的正弦条纹会产生较大的误差。

发明内容

为了克服已有条纹检测方法的精度较低的不足，本发明提供了一种精度较高的基于相机响应曲线的条纹检测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于相机响应曲线的条纹检测方法，包括以下步骤：

1)通过拍摄不同曝光时间的固定场景的照片得到相机的响应曲线；

2)将正弦变化的灰度条纹投影到物体上；

3)利用相机响应曲线将灰度条纹转化成能量条纹；

4)利用相移技术将能量条纹进行相位解码，得到待测物体模型。

进一步，所述步骤1)中，获取一组不同曝光时间的照片来恢复相机的响应曲线；同一像素值曝光的时间越长，则其吸收的能量越大，用Z_ij表示像素值，其中i是像素点，j为经过的曝光时间Δt_j，所以可以认为相机响应曲线是单调递增的，则相机响应描述为：

Z_ij＝f(E_iΔt_j) (1)

因为f是单调递增的，所以将(1)改写为：

f^-1(Z_ij)＝E_iΔt_j

将两边写为对数形式，得到：

lnf^-1(Z_ij)＝lnE_i+lnΔt_j

为了简化方程，定义g＝lnf^-1，则将方程写为：

g(Z_ij)＝lnE_i+lnΔt_j (2)

由于假设g是单调且递增的，所以用最小二乘拟合来得到响应关系，得到方程：

其中权重函数：

k为欠曝图片的张数。

再进一步，所述步骤3)中，在得到灰度条纹之后，将其由灰度域的值转化为能量域的值，之后再使用相移算法得到待测模型纹理。

本发明的有益效果主要表现在：精度较高。

附图说明

图1是基于相机响应曲线的条纹检测方法的流程图。

图2是正弦灰度条纹。