[发明专利]相位解包裹方法及装置

说明书

本发明提供一种相位解包裹方法及装置，该方法包括：获取将生成的测量条纹序列投影至物体表面时得到的第一图片序列，对第一图片序列进行处理，得到第一平均强度图和包裹相位图；获取将生成的复合条纹序列投影至物体表面时得到的第二图片序列，基于对第二图片序列处理得到的编码相位图、第二平均强度图和强度调制图，获得物体的相位编码条纹阶次和灰度编码条纹阶次；基于灰度编码条纹阶次和相位编码条纹阶次对包裹相位图进行处理，得到对物体进行三维构建时使用的标准绝对相位图。本发明的复合条纹序列通过从强度域和相位域嵌入相位码字和灰度码字，打破了传统相位编码码字数量的限制，由此得到的标准绝对相位图可用于构建物体高精度的三维模型。

技术领域

本发明涉及光学三维测量技术领域，特别涉及一种相位解包裹方法及装置。

背景技术

目前，光学三维测量技术开始广泛应用于虚拟现实、文物保护、机械加工、影视特效制作等各种领域中，其中，光学三维测量技术的关键技术之一是相位解包裹技术，使用相位解包裹技术可得到使用光学三维测量技术测量物体时的连续相位分布，物体的连续相位分布直接影响了对物体进行三维构建时的精度，因此相位解包裹技术成为科研人员热门的研究方向。

相位解包裹技术通常分为时域解包裹和空域解包裹两大类，其中，空域解包裹依赖于相邻像素之间的相位，根据相位连续性获取连续相位分布，将空域解包裹在应用到不连续的复杂物体或是表面突变形状的物体时，经常出现因像素误传递使得解包裹失败的情况；而时域解包裹通常是对物体投射额外的条纹图案，独立计算每个像素的相位值可以有效地避免路径依赖和误差传播。相位编码法属于时域解包裹中的一类，将码字以相位的形式嵌入到周期性的余弦条纹中，对环境光、相机噪声和表面对比度不敏感，然而传统的相位编码法也不是完美的，由于受制于投影仪非线性和模糊等因素，导致其码字数量受限以及包裹相位和码字之间存在不对齐的缺陷。因此，基于相位编码的方法对展开高频包裹相位容易出现错误，具有一定的局限性，从而影响物体高精度三维重建。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种相位解包裹方法及装置，以可展开高频包裹相位图，得到精确度高的标准绝对相位图，从而构建高精度的物体的三维形状。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种相位解包裹方法，包括：

获取物体的第一图片序列，并对所述第一图片序列进行处理，得到所述物体的第一平均强度图和包裹相位图；其中，所述第一图片序列为将生成的测量条纹序列投影至所述物体表面时得到的图片序列；

获取所述物体的第二图片序列，并对所述第二图片序列进行处理，得到所述物体的编码相位图、第二平均强度图和强度调制图；其中，所述第二图片序列为将生成的复合条纹序列投影至所述物体表面时得到的图片序列；所述复合条纹序列为嵌入相位码字和灰度码字后的条纹序列；

基于所述编码相位图、所述第一平均强度图、所述第二平均强度图以及所述强度调制图，获得所述物体的相位编码条纹阶次和灰度编码条纹阶次；

基于所述灰度编码条纹阶次和所述相位编码条纹阶次，对所述包裹相位图进行处理，得到对所述物体进行三维构建时使用的标准绝对相位图。

上述的方法，可选的，生成所述复合条纹序列的过程，包括：

获取各个码字计算因子和各个码字计算因子之间的处理关系；

基于所述各个码字计算因子之间的处理关系，对各个所述码字计算因子进行处理，以得到相位码字和灰度码字；

将所述相位码字和所述灰度码字均嵌入预设的标准条纹序列中，以得到复合条纹序列。

上述的方法，可选的，所述基于所述灰度编码条纹阶次和所述相位编码条纹阶次，对所述包裹相位图进行处理，得到对所述物体进行三维构建时使用的标准绝对相位图，包括：

对所述灰度编码条纹阶次进行校正；