[发明专利]基于非下采样轮廓波变换的光学条纹图抑噪方法

摘要

一种基于非下采样轮廓波变换的光学条纹图抑噪方法，包括光学条纹图的采集、噪声参数估计、非下采样轮廓波变换与非下采样轮廓波变换系数收缩3个步骤。本发明提高了现有光学条纹图抑噪方法的抑噪效果，实现了光学条纹图噪声成分有效抑制。

主权项

1.一种基于非下采样轮廓波变换的光学条纹图抑噪方法，该方法利用的图像获取系统包括：投影系统(1)、CCD摄像机(2)、计算机(3)和待测物体(4)；投影系统(1)的光轴与CCD摄像机(2)的光轴的夹角大于0度小于90度；待测物体(4)在投影系统(1)的投影范围之内，待测物体(4)在CCD摄像机(2)的视场之内，所述的计算机(3)的输入端与所述的CCD摄像机(4)的输出端相连，其特征在于该方法包括如下步骤：①光学条纹图的采集：投影系统(1)投影正弦结构光场至待测物体(4)的表面；加载了数据处理程序的计算机(3)控制CCD摄像机(2)连续拍摄n幅经过被测物体调制的光学条纹图并存储，n取大于10的整数，设定光学条纹图行方向为x方向，列方向设为y方向，则第L幅光学条纹图强度I'L(x)如下列公式所示：I'L(x,y)＝I1(x,y)+I2(x,y)cos[2πfx+Δφ(x,y)]+noise，其中，I1(x,y)为背景光成分强度，I2(x,y)为光学条纹图的调制强度，f为光学条纹图的基频，Δφ(x,y)为由待测物体三维面形高度h信息引起的调制相位，noise表示噪声；②噪声参数估计：根据下列公式估计噪声，其中，a的取值范围为1～n，I'a(x,y)为n幅光学条纹图中的任一幅；根据下列公式计算噪声的均值，其中，X、Y分别为所述光学条纹图的行数和列数；根据下列公式计算噪声的标准差，计算机生成均值为标准差为σ₁的高斯随机噪声noise_s；设定非下采样轮廓波变换的分解层数C，C的取值范围为3～20的整数；各层的分解方向数设定为m，m的取值范围为1～2s的整数，s表示当前层的序数；对高斯随机噪声noises进行非下采样轮廓波变换，得到非下采样轮廓波变换系数；采用蒙特卡洛方法估计非下采样轮廓波变换系数中各层各方向带通子带系数的标准差σi,j，其中i表示第i层，j表示第j个方向；③非下采样轮廓波变换与非下采样轮廓波变换系数收缩：I′b(x,y)表示采集的光学条纹图中需要降噪一幅，其中b的取值范围为1～n；对光学条纹图I′b(x,y)进行非下采样轮廓波变换，得到非下采样轮廓波变换系数Ti,j,其中i表示第i层，j表示第j个方向；设定K为根据经验和实验结果设定的实数，根据下列公式对非下采样轮廓波变换系数Ti,j进行收缩，对收缩后的非下采样轮廓波变换系数Tsi,j进行逆非下采样轮廓波变换得到抑制噪声后的光学条纹图，实现光学条纹图抑噪。