[发明专利]结构光编码方法、编解码方法、装置、计算机设备及介质

说明书

本发明公开了一种结构光编解码方法，包括：S1生成二值条纹码，二值条纹码包括n幅格雷码主码以及m幅移动辅码，其中，第n幅格雷码主码与m幅移动辅码之间平移设置，以形成多个唯一的特征边界。S2使用二值条纹码进行投影，获取投影图像；S3对投影图像按顺序结合并进行解码，以确定全部边界的绝对编码值K：绝对编码值K=k+x，其中，k为格雷码主码的编码值，x为特征边界的编码值。通过投射二值条纹码进行空间编码，以二值条纹码的特征边界作为特征匹配点，在保证成像系统亚像素精度的基础下，对被测工件表面反射及纹理具有更高的鲁棒性。

技术领域

本发明属于三维成像与三维重建领域，尤其涉及一种结构光编码方法、结构光编解码方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

在传统的结构光成像系统中，多采用格雷码辅助正弦相移进行空间编码，以格雷码码字作为主编码，结合正弦编码实现空间唯一编码，该方法以能获得亚像素级匹配精度而广泛使用。格雷码加相移的三维测量技术的优点为算法实现简单，易于实现产品化，但是缺点非常明显，尤其是格雷码的使用造成测量系统对测量工件的表面明暗比较敏感，其基于灰度的编码策略对工件纹理及表面反射非常敏感，容易导致条纹正弦性丢失而解码失败，一般要喷显影剂才能测量，无法测量较暗的工件，无法测量表面剧烈变化的工件。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构光编码方法以及适用所述编码方法的结构光编解码方法，以解决现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种结构光编码方法，所述结构光编码为二值条纹码，所述二值条纹码包括n幅格雷码主码以及m幅移动辅码，其中，所述第n幅格雷码主码与m幅所述移动辅码之间平移设置，以形成多个唯一的特征边界。

优选的，所述特征边界将所述格雷码主码细分为若干最小单元，每个所述最小单位的大小与投影仪的像素点相同设置。

进一步的，所述格雷码主码幅数n=ceil()，其中，period表示格雷码周期数，其值等于投影仪X方向分辨率/码字宽度；ceil()表示向上取整函数；移动辅码的幅数m=2*n-1。

优选的，所述第n幅格雷码主码与m幅所述移动辅码之间平移设置时，每次平移一个像素点设置。

本发明还提供一种结构光编解码方法，包括如下步骤：

S1根据上述所述的结构光编码方法生成二值条纹码；

S2使用所述二值条纹码进行投影，获取投影图像；

S3对所述投影图像按顺序结合并进行解码，以确定全部边界的绝对编码值K：所述绝对编码值K= k+ x，其中，k为所述格雷码主码的编码值，x为特征边界的编码值。

优选的，使用第n幅格雷码主码为参考基准S0，所述步骤S3中，包括如下步骤：

S31解码格雷码主码，获取格雷码主码的编码值k；

S32查找所述第n幅格雷码主码与m幅所述移动辅码以获取指定序号对应的特征边界，基于所述特征边界与参考边界的相对位置确定对应所述特征边界的编码值x大小，所述参考边界为参考基准S0上与所述特征边界最邻近的边界；

S33基于所述格雷码主码的编码值k与所述特征边界的编码值x获取边界的绝对编码值K大小。

进一步的，所述步骤S33中，对于任一特征边界，其对应的编码值x=（s+E_dir*E_idx）/(2*s)；其中，s表示格雷码码字宽度， E_dir表示移动辅码的等效移动方向，若所述特征边界位于所述参考基准S0上，则E_dir=0；若所述特征边界位于所述参考边界的左侧，则E_dir =-1；若所述特征边界位于所述参考边界的右侧，则E_dir =+1；