[发明专利]三维扫描系统中的快速相位展开方法

摘要

本发明公开了一种基于相位轮廓测量法的三维扫描系统中的快速相位展开方法，主要解决现在相位展开速度慢和精确度不高的问题。其实现步骤为：（1）设计系统中所需投影的三幅光栅相移图像模板T1,T2,T3，该模板中含有像素点的周期信息；（2）用投影仪依次将这三幅光栅相移图像T1,T2,T3投射到目标物体上，并通过摄像机拍摄经目标物体调制的变形光栅相移图像U1,U2,U3；（3）根据该相移图像U1,U2,U3的数学关系，求解出每幅图像中每个像素点的截断相位及周期信息，进而得到每个像素点的相位展开值。本发明具有实现简单、准确性和鲁棒性高、速度快的优点，可用于逆向工程、人机互动、文物三维重建等领域。

主权项

1.一种三维扫描系统中的快速相位展开方法，包括如下步骤：（1）设计基于相位轮廓测量法的三维扫描系统所需投影的三幅光栅相移图像T₁,T₂,T₃；（2）用投影仪P将三幅光栅相移图像T₁,T₂,T₃依次投射到目标物体上；（3）通过摄像机C同步拍摄投影到目标物体后发生变形的三幅光栅相移图像U₁,U₂,U₃，并传回至计算机；（4）计算机对摄像机传输的三幅光栅相移图像U₁,U₂,U₃进行处理，即根据这三幅光栅相移图像U₁,U₂,U₃的数学关系，求解出每幅图像中每个像素点(i,j)的截断相位及周期标记信息P(i,j)：P(i,j)=(Iij1+Iij2+Iij3)BCUij2+Vij2-AC]]>其中，(i,j)为每幅图像中像素点的坐标值，是第k幅图像U_k中第i行第j列的像素点的灰度值，k=1,2,3；Uij=3(Iij3-Iij2),]]>Vij=2Iij1-Iij2-Iij3,]]>A^C,B^C分别为三幅光栅相移图像T₁,T₂,T₃中采用的背景光强和调制深度；（5）根据每个像素点(i,j)的截断相位及周期标记信息P(i,j)，求解出每个像素点的周期信息：n(i,j)=[P(i,j)T],]]>其中[·]为四舍五入操作，T为三幅投影光栅模板T₁,T₂,T₃中采用的光栅周期；（6）根据每个像素点(i,j)的截断相位及周期信息n(i,j)，求出每个像素点的相位展开值Φ(i,j)：