[发明专利]基于相位映射的折叠相位三维数字成像方法及装置

摘要

本发明适用于光学三维数字成像技术领域，提供了一种基于相位映射的折叠相位三维数字成像方法及装置，包括：采集包含被测物体信息的图像，并根据图像计算两个成像装置成像平面上每个像素点的折叠相位值；利用第一成像装置成像平面上每个像素点的折叠相位值和预置的第一标定数据，用相位映射计算出每个像素点相对应的n个候选空间三维点坐标；将n个候选空间三维点重投影到第二成像装置成像平面上，得到n个候选投影点，并插值出候选投影点的折叠相位值；以第一成像装置成像平面上每个像素点的折叠相位值和与之对应的n个候选投影点的折叠相位值为依据，从候选空间三维点中筛选出正确的空间三维点，实现三维数字重建；本发明提供的方法缩短了三维重建时间。

主权项

1.一种基于相位映射的折叠相位三维数字成像方法，其特征在于，所述三维数字成像方法应用于三维成像系统，所述三维成像系统包括：第一成像装置、投影装置和第二成像装置，所述第一成像装置和所述第二成像装置位于所述投影装置的两侧，所述三维数字成像方法包括：步骤S1，利用所述投影装置投影正弦条纹序列到被测物体表面，并利用所述第一成像装置采集包含被测物体信息的图像，根据所述图像计算第一成像装置成像平面上每个像素点的折叠相位值φ_l，得到由所述第一成像装置成像平面上每个像素点的折叠相位值φ_l组成的第一折叠相位分布图；并利用所述第二成像装置采集包含被测物体信息的图像，根据所述图像计算第二成像装置成像平面上每个像素点的折叠相位值φ_r，得到由所述第二成像装置成像平面上每个像素点的折叠相位值φ_r组成的第二折叠相位分布图；步骤S2，利用所述第一成像装置成像平面上每个像素点的折叠相位值φ_l和预置的第一标定数据，用相位映射计算出每个像素点相对应的n个候选空间三维点的坐标；步骤S3，利用预置的第二标定数据将所述第一成像装置成像平面上的每个像素点的n个候选空间三维点重投影到所述第二成像装置成像平面上，得到n个与所述候选空间三维点一一对应的候选投影点，并利用所述第二成像装置成像平面上每个像素点的折叠相位值φ_r插值出所述候选投影点的折叠相位值；步骤S4，将所述第一成像装置成像平面上每个像素点的折叠相位值φ_l和与之对应的n个候选投影点的折叠相位值之间差值的绝对值与判定阈值比较，来从所述n个候选投影点一一对应的n个候选空间三维点中筛选出正确的空间三维点，实现三维数字重建；相位映射公式为：其中，多项式系数a_i、b_i、c_i、k_n的值为所述第一标定数据，所述第一标定数据还包括判定阈值φ_min，公式中为所述第一成像装置成像平面上某个像素点的折叠相位值，X_n、Y_n、Z_n为计算出的与该像素点相对应的在第一成像装置坐标系下的n个候选空间三维点的坐标值；所述第二标定数据包括：第一成像装置和第二成像装置的内部固定参数，还包括旋转矩阵R、平移矩阵T，所述旋转矩阵R、平移矩阵T用于第一成像装置坐标系与第二成像装置坐标系之间的相互转换计算。