一种基于区域增长的相位级次错误补偿方法

摘要

本发明公开为一种基于区域增长的相位级次错误补偿方法，步骤如下：针对一个初始的绝对相位图，遍历相位图上的每一个有效点，根据相邻像素点间的绝对相位差，对绝对相位图进行分组处理获得分割图；从分割图中具有像素数最多的组开始，对其相邻组进行相位校正操作，并融合为一组，当处理完所有相邻组后，将该组所在的区域移出分割图；对更新后的分割图中具有像素数最多的组继续执行相位校正操作，直至分割图中的所有像素点清空。本发明只需要一个初始的绝对相位图即可实现相位级次错误补偿，是一种全自动的、计算成本较低及相对高效的相位级次错误补偿算法，可正确地补偿绝对相位图中的一些误匹配区域，为获得高完整度的三维重建结果提供了保障。

权利要求

1.一种基于区域增长的相位级次错误补偿方法，其特征在于，步骤如下：步骤一．针对一个初始的绝对相位图，遍历相位图上的每一个有效点，根据相邻像素点间的绝对相位差，对绝对相位图进行分组处理获得分割图；

步骤二．从分割图中具有像素数最多的组开始，对其相邻组进行相位校正操作，并融合为一组，当处理完所有相邻组后，将该具有像素数最多的组所在的区域移出分割图；

步骤三．对更新后的分割图中具有像素数最多的组继续执行相位校正操作，直至分割图中的所有像素点清空，经过基于区域增长的相位级次错误补偿方法处理后，绝对相位图中的一些误匹配区域被正确地补偿，获得高完整度的三维重建结果；

步骤一具体如下：

首先，针对一个初始的绝对相位图Φc(x,y)，构建一个二进制掩码图Maskc(x,y) ，用于标识绝对相位图Φc(x,y)中所有的待处理的有效点；

然后，遍历相位图上的每一个有效点，

对于水平方向的相邻像素采用公式（1）获得相邻像素点间的绝对相位差，对于垂直方向的相邻像素采用公式（2）获得相邻像素点间的绝对相位差，如果相邻像素之间的绝对相位差小于阈值，则将相应的相邻像素归为同一组，通过对相位图Φc(x,y)进行分组处理后，获得分割图Maskseg(x,y)；

步骤二具体如下：

从分割图Maskseg(x,y)中具有像素数最多的组开始，根据公式（3）对其相邻组进行相位校正操作，并融合为一组，遍历具有像素数最多的组的所有相邻点，如果其相邻点属于不同的组，则这些不同的组中的所有点将根据公式（3）进行相位校正操作并融合为一组，当处理完所有相邻组后，将该具有像素数最多的组所在的区域移出分割图Maskseg(x,y)。

说明书

一种基于区域增长的相位级次错误补偿方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光学测量技术领域，具体涉及一种基于区域增长的相位级次错误补偿方法。

背景技术

[0002] 基于条纹投影的三维形貌测量在工业制造、快速逆向工程、质量监控、生物医学等领域发挥着重要的作用。然而在相位提取和相位展开操作后，所获得的初始绝对相位图中往往会存在一些少量的相位级次错误。本文提出的基于区域增长的相位级次错误补偿方法，绝对相位图中的一些误匹配区域被正确地补偿，从而获得高完整度的三维重建结果。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种计算成本较低及相对高效的相位级次错误补偿算法，具体的是一种基于区域增长的相位级次错误补偿方法。

[0004] 本发明的技术方案如下：一种基于区域增长的相位级次错误补偿方法，步骤如下：步骤一．针对一个初始的绝对相位图，遍历相位图上的每一个有效点，根据相邻像素点间的绝对相位差，对绝对相位图进行分组处理获得分割图；
步骤二．从分割图中具有像素数最多的组开始，对其相邻组进行相位校正操作，并融合为一组，当处理完所有相邻组后，将该具有像素数最多的组所在的区域移出分割图；
步骤三．对更新后的分割图中具有像素数最多的组继续执行相位校正操作，直至分割图中的所有像素点清空，经过基于区域增长的相位级次错误补偿方法处理后，绝对相位图中的一些误匹配区域被正确地补偿，获得高完整度的三维重建结果。

[0005] 优选的，步骤一具体如下：首先，针对一个初始的绝对相位图Φc(x,y)，构建一个二进制掩码图Maskc(x,y) ，用于标识绝对相位图Φc(x,y)中所有的待处理的有效点；
然后，遍历相位图上的每一个有效点，
对于水平方向的相邻像素采用公式（1）获得相邻像素点间的绝对相位差，对于垂直方向的相邻像素采用公式（2）获得相邻像素点间的绝对相位差，如果相邻像素之间的绝对相位差小于阈值，则将相应的相邻像素归为同一组，通过对相位图Φc(x,y)进行分组处理后，可获得分割图Maskseg(x,y)。

[0006] 优选的，步骤二具体如下：从分割图Maskseg(x,y)中具有像素数最多的组开始，根据公式（3）对其相邻组进行相位校正操作，并融合为一组，
遍历具有像素数最多的组的所有相邻点，如果其相邻点属于不同的组，像素数较少的组中的所有点将根据公式（3）进行相位校正操作并融合为一组，当处理完所有相邻组后，将该组所在的区域移出分割图Maskseg(x,y)。

[0007] 本发明的优点是：本发明只需要一个初始的绝对相位图即可实现相位级次错误补偿，是一种全自动的、计算成本较低及相对高效的相位级次错误补偿算法，可正确地补偿绝对相位图中的一些误匹配区域，为获得高完整度的三维重建结果提供了保障。

附图说明

[0008] 图1为本发明实施例的流程示意图。

[0009] 图2为本发明实施例获得最终绝对相位图的实验过程图。

[0010] 图3为本发明实施例的3D重建结果图。

[0011] 图4为基准对照组获得最终绝对相位图的实验过程图。

[0012] 图5为基准对照组的3D重建结果图。

具体实施方式

[0013] 为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

[0014] 如图1 3所示，本实施例是一种基于区域增长的相位级次错误补偿方法，只需要一~个初始的绝对相位图即可实现相位级次错误补偿，此方法包括三个步骤。

[0015] 步骤一．针对一个初始的绝对相位图，遍历相位图上的每一个有效点，根据相邻像素点间的绝对相位差，对绝对相位图进行分组处理获得分割图。

[0016] 针对一个初始的绝对相位图Φc(x,y)，构建一个二进制掩码图Maskc(x,y) ，用于标识绝对相位图Φc(x,y)中所有的待处理的有效点。遍历相位图上的每一个有效点，根据公式（1）和（2）获得相邻像素点间的绝对相位差。如果相邻像素之间的绝对相位差小于阈值，则将相应的相邻像素归为同一组。

[0017] 对于水平方向的相邻像素采用公式（1）获得相邻像素点间的绝对相位差，对于垂直方向的相邻像素采用公式（2）获得相邻像素点间的绝对相位差。通过对相位图Φc(x,y)进行分组处理后，可获得分割图Maskseg(x,y)。

[0018] 步骤二．从分割图中具有像素数最多的组开始，对其相邻组进行相位校正操作，并融合为一组，当处理完所有相邻组后，将该组所在的区域移出分割图。

[0019] 从分割图Maskseg(x,y)中具有像素数最多的组开始，根据公式（3）对其相邻组进行相位校正操作，并融合为一组，遍历具有像素数最多的组的所有相邻点，如果其相邻点属于不同的组，像素数较少的组中的所有点将根据公式（3）进行相位校正操作并融合为一组，当处理完所有相邻组后，将该组所在的区域移出分割图Maskseg(x,y)。

[0020] 此外，为了避免错误校正，应认为具有像素数大于Areai的组是可靠的组，无法对该组进行相位校正操作。Areai的值取决于摄像机的分辨率，例如对于640×440分辨率， Areai =300是可以接受的。

[0021] 步骤三：对更新后的分割图Maskseg(x,y)中具有像素数最多的组继续执行相位校正操作，直至分割图中的所有像素点清空。经过基于区域增长的相位级次错误补偿方法处理后，绝对相位图中的一些误匹配区域被正确地补偿，从而获得高完整度的三维重建结果。

[0022] 为了体现本实施例方法的优点，将主、从摄像机获得的初始绝对相位图，并使用左右一致性检查的方法获得的最终绝对相位图及3D重建作为基准结果。图2是从主摄像机获得的初始绝对相位图，使用基于区域增长的相位级次错误补偿方法获得的最终绝对相位图；图3是实用图2的最终绝对相位图获得的3D重建结果图及部分放大细节图。图4是从辅助摄像机获得的初始绝对相位图、从主摄像机获得的初始绝对相位图，使用左右一致性检查获得的最终绝对相位图，图5是使用图4的最终绝对相位图获得的3D重建结果图及部分放大细节图。通过图2与图4、图3与图5的对比，本实施例在使用一个初始的绝对相位图的情况下，通过基于区域增长的相位级次错误补偿方法，就能实现较高的测量精度和细节保真度，基本能与基准对照组相当。是一种全自动的、计算成本较低及相对高效的相位级次错误补偿算法。

[0023] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。