[发明专利]一种针对颜色编码结构光扫描系统的自适应反射率校正方法

说明书

一、技术领域：

本发明涉及结构光三维扫描技术，尤其涉及针对颜色编码结构光扫描系统的自适应反射率校正方法。

二、背景技术：

3D技术是国际性生研究热点，具有广阔的应用前景，如3D电视与3D电影、3D医学成像、3D游戏以及3D地图等等。3D技术主要包括3D信息采集技术、3D影像的制作技术、3D信息的理解与以别技术以及3D影像的显示技术等等。其中3D信息采集技术是整个3D技术的基础，决定着其它3D技术的发展。

从采集的方式来分类，3D信息采集技术又可分为被动式和和主动式两大类。被动式技术的特点是在获取物体形状时不对场景引入新能量。被动式技术的代表是立体视觉技术但由于立体视觉技术需要从多个视角的图像来重建3D物体，而多幅图像的特征点匹配比较困难。当物体没有纹理或角点时很难重建3D物体，同时立体视觉技术还有计算量大这一显著缺点。另一种3D信息采集技术是主动式技术。其中最具代表性的是激光雷达以及结构光扫描技术。激光雷达利用计算激光的飞行时间(Time Of Flight)等方式来获取深度图像，而结构光扫描通过投影设备、物体以及摄像头的三角关系计算出物体的深度。

结构光扫描技术主要分为两大类。第一类是时间编码技术，通过投射一系列的结构光，从而获得高精度的三维点云数据，但这类方法只能扫描静态场最。另一类是空间编码技术，这类技术的优点是能够通过一次结构光投射获取三维点云数据，但一些因素，如物体表面反射率、环境光等，对结构光编码的解码有很大的干扰。为了解决这一问题，文献《B.C.L.Zhang and S.Seitz，``Rapid shape acqmsition using color Structured light and multi-pass dynamic programming，”Proc.of 3DPVT 2002，24--36(2002).》中提出了动态规划及基于边缘编码的结构光方法来解决这一问题，但基于边缘编码的结构光边缘定位不准确，影响了三维点云的精度。文献《C.C.J.Pages，J.Salvi and J.Forest，“Optimised de bruijn patterns for one-shot shape acquisition，”Image Vision Comput 23(8)，707-720(2005).》中采用了基于亮度峰值的编码方法，保证了三维点云的精度，但对于反射率的校正采用了静态的方法，限制了这种方法的应用范围。

针对上述部题，本发明提出了一种针对基于亮度峰值编码方法的颜色编码结构光扫描系统的自适应反射率校正方法。这种方法通过估计两个颜色通道的相对反射率来对图像颜色进行自动校正，从而达到减少物体反射率及环境光干扰的目的。

三、发明内容：

本发明解决的技术问题是：针对颜色编码结构光扫描系统易受物体表面反射率和环境光等因素的影响，本发明提出了一种利用相对反射率进行自适应颜色校正的方法，这种方法通过估计两个颜色通道的相对反射率来对图像颜色进行自适应校正，从而达到减少物体反射率及环境光干扰的目的。解决该问题的技术方案要点是：将获取的图像进行投影仪与摄像头颜色(Crosstalk)校正，然后进行通道分离，将通道间的经过投影仪与摄像头颜色(Crosstalk)校正的图像进行颜色校正。本发明的主要用途是在颜色编码结构光扫描系统中进行自适应反射率校正颜色，从而提高颜色解码正确率，使颜色编码结构光扫描系统能适用于各种颜色物体的扫描以及在非暗室环境下扫描。