[发明专利]基于随机模板的结构光动态场景深度获取方法

权利要求书

1.一种基于随机模板的结构光动态场景深度获取方法，包括如下步骤：

(1)生成随机模板P，并经投影仪T将该随机模板P投射到三维场景中，用摄像机C记录经场景调制过的变形图像U；

(2)分别对随机模板P和变形图像U分别进行滑窗求均值，分别得到类条纹图像Q和变形条纹图像B，条纹周期为M；

(3)将类条纹图像Q和变形条纹图像B分别与Gabor滤波器卷积，分别得到卷积结果R_q(x_q,k₁)和R_b(x_b,k₂)：

Rq(xq,k1)=ρ1ej([k1xq+φ1]2π)Rb(xb,k2)=ρ2ej([k2xb+φ2]2π)---1)]]>

其中，[·]为求余算子，k₁为类条纹图像Q中像素点x_q处的局部频率，k₂为变形条纹图像B中像素点x_b处的局部频率，φ₁和φ₂分别为像素点x_q和x_b处的初始相位，ρ₁和ρ₂分别表示Gabor滤波器响应的幅值，x_q和x_b为一对匹配像素点对；

(4)由式1)得到类条纹图像Q中像素点x_q处的截断相位为[k₁x_q+φ₁]_2π，变形条纹图像B中像素点x_b处的截断相位为[k₂x_b+φ₂]_2π；根据匹配像素点对x_q和x_b处的截断相位相等得到周期延拓相位的关系为：

k₂x_b+φ₂＝[k₂x_b+φ₂]_2π+²πC₀＝k₁x_q+φ₁   2)其中，C₀为待确定的周期数；

(5)根据随机模板P中亮像素点分布的随机性，对随机模板P和变形图像U进行块匹配，确定步骤(4)中的周期数C₀：

其中，c'为块匹配所得坐标值，M为条纹周期，为向下取整算子；

(6)由步骤(5)得到的周期C₀，利用步骤(4)中的式2)，令初始相位φ₁＝0，得到变形条纹图像B中像素点x_b与类条纹图像Q中像素点的粗略匹配结果x_qn：

xqn=[k2xb+φ2]2π+2πC0k1]]>

(7)对步骤(6)得到的粗略匹配结果x_qn的误差进行补偿，得到精确匹配结果x_q：

x_q＝x_qn+Δx_p，

其中，Δxp=[k2xb+φ2]2π-[k1xpn+φ1]2πk1]]>为补偿的误差；

(8)对变形条纹图像B中每个像素点，结合步骤(7)得到的精确匹配结果，用线面相交几何关系求得对应场景的深度值D。