[发明专利]一种用于三维人头模型测量的散斑图案头套设计方法

说明书

本发明公开了一种用于三维人头模型测量的散斑图案头套设计方法，根据模型实际大小，确定散斑图案分辨率大小以及圆形散斑的直径；根据散斑图案分辨率大小以及圆形散斑的直径，确定相邻散斑中心之间的距离，散斑图案的总个数、每个散斑的最终中心坐标以及每个像素的强度值；生成具有单一粒径的随机化散斑图案，将散斑图案保存为数字化图案；将散斑图案印刷在头套上。本发明保证了最后打印出来的散斑图案具有足够的均匀性、随机性和较好的稠密度，从而间接地提高了三维人头模型测量的精度。

技术领域

本发明属于光学测量技术领域，具体为一种用于三维人头模型测量的散斑图案头套设计方法。

背景技术

目前，三维轮廓测量技术被广泛的应用于各个领域，如在线工业检测，逆向建模和三维人脸测量等。在众多三维轮廓测量方法中，基于散斑相关和三角测量原理的数字图像相关技术是测量效率高和十分实用的技术之一，由于它具有无接触、全场、高精度和高效等优点。然而，在数字图像相关技术中，数字散斑图案的质量会直接影响到数字图像相关的测量精度和测量效率。而数字散斑图案的质量与散斑颗粒的大小、密度、对比度等散斑属性紧密相关。因此设计出具有足够的均匀性、随机性和较好的稠密度的散斑图案是至关重要的。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种用于三维人头模型测量的散斑图案头套设计方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种用于三维人头模型测量的散斑图案头套设计方法，具体步骤为：

步骤1：根据模型实际大小，确定散斑图案分辨率大小以及圆形散斑的直径；

步骤2：根据散斑图案分辨率大小以及圆形散斑的直径，确定相邻散斑中心之间的距离，散斑图案的总个数、每个散斑的最终中心坐标以及每个像素的强度值；

步骤3：生成具有单一粒径的随机化散斑图案，将散斑图案保存为数字化图案；

步骤4：将散斑图案印刷在头套上。

优选地，根据模型实际大小，确定散斑图案分辨率大小以及圆形散斑的直径分别为：

其中，M为正方体模型的棱长，H×W为散斑图案的分辨率大小，d为圆形散斑的直径，s为散斑图案的实际尺寸与分辨率大小之间的比例关系。

优选地，相邻散斑中心之间的距离为：

式中，d为圆形散斑的直径，c为散斑在散斑图案中的覆盖率。

优选地，整个散斑图案中散斑的总个数n为：

式中，H×W为散斑图案的分辨率大小，d为圆形散斑的直径，c为散斑在散斑图案中的覆盖率。

优选地，每个散斑的中心坐标(x′_i,y′_i)为：

其中，rand是区间为[-m,m]的随机函数，l为相邻散斑中心之间的距离，n为整个散斑图案中散斑的总个数，mod()函数会得到的余数，int()函数会得到的整数。

优选地，每个像素的强度值为I'(x,y)为：

式中，(x′_i,y′_i)为每个散斑的中心坐标。