[发明专利]一种动态物体三维测量方法

权利要求书

1.一种动态物体三维测量方法，其特征在于，按照以下步骤实施：

步骤1、基于改进价值函数的二维小波变换小波脊提取算法解相位主值；

步骤2、利用改进价值函数进行权值系数的调整；

步骤3、将三维相位展开，

采用沿着时间轴t方向展开相位；P_k是第k帧条纹图像的包裹相位的某个像素点，当P_k被红色封闭枝切线包围而无法在二维方向展开相位时，利用第k-1帧条纹图像的P_k-1的展开相位计算P_k的相位。

2.根据权利要求1所述的动态物体三维测量方法，其特征在于：所述的步骤1中，具体过程是：

1.1)设定新的小波脊提取评价函数，函数式为式(1)：

式中，φ(b)为尺度因子，χ(b)为旋转因子，b为平移因子，S[φ(b),χ(b),b]为小波变换系数[φ(b),χ(b),b]位置的模，代表了尺度因子的梯度，代表了旋转因子的梯度，C₀、C₁和C₂为权值；

当C₀、C₁和C₂取值均为1，沿着任意路径的离散价值函数见式(2)：

假设价值函数最小的路径经过点[φ(b),χ(b),b]，则后面一点(φ(b+1),χ(b+1),b+1)的价值函数值见式(3)：

1.2)二维小波变换的母小波采用二维柯西母小波，尺度因子取值(1,20)，旋转因子取值为0、π/6、π/3、π/2的四种旋转角度，变形条纹图像二维小波变换后，得到一个四维的系数矩阵512×512×20×4；变形条纹与二维柯西母小波的二维小波变换函数见式(4)：

其中，W(a,b,s,θ)为小波变换系数，(a,b)为x、y方向的平移因子，s为伸缩因子，θ为旋转角度，g(x,y)为变形条纹灰度值函数，r_θ为旋转矩阵；

1.3)取出每个512×512矩阵的第1行、第1列元素，组成20×4系数矩阵，采用式(5)和式(6)分别得到模和相位：

逐列寻找20×4系数矩阵的模的极值点，组成该像素点的完备的候选脊点，删除非候选脊点；每个候选脊点包含三个信息，即尺度因子、旋转因子和系数模值；

1.4)取出每个512×512矩阵的第1行的第2至第512列元素，组成第1行的第2至第512列像素点的系数矩阵，并重复步骤1.3)-步骤1.4)，组成各自的候选脊点矩阵；

1.5)确定第1行的第1至第512列像素点的价值函数的值，只选取第1行的第1列至第2列像素的候选脊点矩阵，第1行的第1列像素点的所有候选脊点的价值Cost都为0，第1行的第2列像素点的所有候选脊点的价值Cost计算过程，采用式(3)得到；

1.6)找到第512个像素点的所有候选脊点的最小价值cost，并记录该候选点的位置，然后找出该候选脊点的最小价值的求解路径，从而确定第511像素点的小波脊位置，然后按照上述方法反向寻找到所有最优路径，找到第512至第1列位置，即为最优“脊线”；

1.7)取出每个512×512矩阵的第2至第512行，重复步骤1.3)-步骤1.6)，从而得到512行条纹的512条最优小波及其包裹相位。