[发明专利]基于彩色响应模型的彩色物体快速三维测量方法

说明书

本发明提供一种基于彩色响应模型的彩色物体快速三维测量方法。所述基于彩色响应模型的彩色物体快速三维测量方法包括以下步骤：S1：编码彩色图案，标定串扰矩阵；S2：投影彩色编码图，CCD采集变形条纹；S3：对采集图像解串扰，提取RGB通道，计算物体表面反射率，对相移条纹进行校正S4：使用三步相移获取相位信息；S5：使用级次信息展开包裹相位。本发明提供的基于彩色响应模型的彩色物体快速三维测量方法具有能较好的减弱编码图案受到的物体表面纹理信息的干扰，提高测量精度，得到更好的测量效果的优点。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种基于彩色响应模型的彩色物体快速三维测量方法。

背景技术

近年来，结构光投影三维测量技术由于其具有非接触、测量速度快、精度高等特点，广泛应用在工业测量、文物数字化保护等诸多领域。随着结构光三维测量得到越来越广泛的应用，被测对象的特性也更加复杂。需要测量的对象不再局限于白色或浅色物体，而是扩展到物体表面存在丰富颜色、纹理、高低错落等情况。为了提高测量速度，提出了彩色编码技术，从而一张投影图带有更多信息。

由于引入了彩色编码技术，在测量彩色物体时，物体的纹理信息会严重影响彩色编码图的质量。本方法基于彩色响应模型，提出了一种编码图强度校正的方案。通过计算测量系统的串扰矩阵以及待测物体表面各点反射率，从而能够较快速获取较好的测量效果。

因此，有必要提供一种新的基于彩色响应模型的彩色物体快速三维测量方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种能较好的减弱编码图案受到的物体表面纹理信息的干扰，提高测量精度，得到更好的测量效果的基于彩色响应模型的彩色物体快速三维测量方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的基于彩色响应模型的彩色物体快速三维测量方法包括以下步骤：

S1：编码彩色图案，标定串扰矩阵；

S2：投影彩色编码图，CCD采集变形条纹；

S3：对采集图像解串扰，提取RGB通道，计算物体表面反射率，对相移条纹进行校正；

S4：使用三步相移获取相位信息；

S5：使用级次信息展开包裹相位。

优选的，所述S1的具体步骤如下：

S101：编码三幅彩色图案，第一幅R通道是纯色图，G通道是相移为0的级次条纹，B通道是相移为0的正弦条纹，第二幅R通道是相移为2π/3的正弦条纹，G通道是纯色图，B通道是相移为2π/3的级次条纹，第三幅R通道是相移为4π/3的级次条纹，B通道是相移为4π/3的正弦条纹，B通道是纯色图

S102：投影三幅红绿蓝纯色图到白板上计算测量系统的串扰矩阵，计算式如下：

其中[R G B]^T是CCD相机采集到的图像某一像素点R、G、B通道实际像素值，A是测量系统的串扰矩阵，I＝[r g b]^T是输入投影仪的设定像素值。

优选的，所述S3的具体步骤如下：

S301：使用步骤S1得到的串扰矩阵对采集到的图像解串扰；

S302：对采集图像进行RGB提取，得到三幅RGB纯色图，然后计算物体表面的反射率，计算式如下：

其中，k_r是对红光的反射率，k_g是对绿光的反射率，k_b是对蓝光的反射率；