單線結(jié)構(gòu)光解碼方法及系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)施例提供一種單線結(jié)構(gòu)光解碼方法及系統(tǒng)，涉及物體的三維重建技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括：向被測(cè)物體表面投射單線結(jié)構(gòu)光；采集由單線結(jié)構(gòu)光反射形成的單線結(jié)構(gòu)光圖案；對(duì)單線結(jié)構(gòu)光圖案進(jìn)行處理得到單線結(jié)構(gòu)光圖案中各像素點(diǎn)在時(shí)間軸上的像素強(qiáng)度序列，通過(guò)對(duì)各像素點(diǎn)在時(shí)間軸上的像素強(qiáng)度序列進(jìn)行傅里葉變換得到單線結(jié)構(gòu)光圖案中各像素點(diǎn)的相位，實(shí)現(xiàn)對(duì)單線結(jié)構(gòu)光的解碼。所述單線結(jié)構(gòu)光解碼方法及系統(tǒng)解決了空間檢測(cè)法引起的二義性問(wèn)題，提高了整個(gè)解碼過(guò)程中的解碼精度和對(duì)圖像信息的分析處理效率，進(jìn)而獲得精度更高的物體的三維信息，構(gòu)建精度更高的物體的三維圖像。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及物體的三維重建
，具體而言，涉及一種單線結(jié)構(gòu)光解碼方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量技術(shù)是一項(xiàng)精準(zhǔn)獲取物體的三維信息的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于科技和工業(yè)領(lǐng)域。通常，線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量技術(shù)包括以下基本步驟：向目標(biāo)物體投射線結(jié)構(gòu)光并掃描，采集經(jīng)由目標(biāo)物體表面反射生成的圖案，對(duì)采集到的圖案信息進(jìn)行解碼，還原目標(biāo)物體的三維信息，用于對(duì)物體的三維重建。就目前而言，線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量技術(shù)的解碼方法采用的是空間檢測(cè)方法，通過(guò)檢測(cè)采集到的圖像每一行或列的峰值，完成對(duì)采集到的圖像信息的分析處理，從而完成解碼過(guò)程。但是，在一些復(fù)雜的掃描環(huán)境下，某些空間峰值在檢測(cè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生條紋二義性的現(xiàn)象，會(huì)給后續(xù)的三維信息獲取和三維重建結(jié)果的精度造成嚴(yán)重的影響。同時(shí)，空間檢測(cè)方法對(duì)圖像信息的分析處理效率低，往往會(huì)使得三維重建結(jié)果的精度有限，不能完整而正確地表達(dá)出被測(cè)目標(biāo)表面的具體信息。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本專利技術(shù)實(shí)施例的目的在于提供一種對(duì)圖像信息的分析處理效率高且解碼精度高的解碼方法及系統(tǒng)，以改善現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)物體的三維重建結(jié)果精度不高，無(wú)法真實(shí)地反映物體的具體情況等缺點(diǎn)。就解碼方法而言，本專利技術(shù)較佳的實(shí)施例提供了一種單線結(jié)構(gòu)光解碼方法，應(yīng)用于單線結(jié)構(gòu)光解碼系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括投影設(shè)備、攝像設(shè)備及分別與所述投影設(shè)備和攝像設(shè)備連接的計(jì)算設(shè)備，所述方法包括：所述投影設(shè)備向被測(cè)物體表面投射單線結(jié)構(gòu)光，以對(duì)所述被測(cè)物體進(jìn)行單線結(jié)構(gòu)光掃描；所述攝像設(shè)備采集所述單線結(jié)構(gòu)光經(jīng)由所述被測(cè)物體表面反射形成的單線結(jié)構(gòu)光圖案；所述計(jì)算設(shè)備對(duì)所述單線結(jié)構(gòu)光圖案進(jìn)行處理得到單線結(jié)構(gòu)光圖案中各像素點(diǎn)在時(shí)間軸上的像素強(qiáng)度序列，通過(guò)對(duì)所述單線結(jié)構(gòu)光圖案中各像素點(diǎn)在時(shí)間軸上的像素強(qiáng)度序列進(jìn)行傅里葉變換得到所述單線結(jié)構(gòu)光圖案中各像素點(diǎn)的相位，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述單線結(jié)構(gòu)光的解碼。就解碼系統(tǒng)而言，本專利技術(shù)較佳的實(shí)施例還提供了一種單線結(jié)構(gòu)光解碼系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括投影設(shè)備、攝像設(shè)備及分別與所述投影設(shè)備和攝像設(shè)備連接的計(jì)算設(shè)備，其中：所述投影設(shè)備，用于向被測(cè)物體表面投射單線結(jié)構(gòu)光，以對(duì)所述被測(cè)物體進(jìn)行單線結(jié)構(gòu)光掃描；所述攝像設(shè)備，用于采集所述單線結(jié)構(gòu)光經(jīng)由所述被測(cè)物體表面反射形成的單線結(jié)構(gòu)光圖案；所述計(jì)算設(shè)備，用于對(duì)所述單線結(jié)構(gòu)光圖案進(jìn)行處理得到單線結(jié)構(gòu)光圖案中各像素點(diǎn)在時(shí)間軸上的像素強(qiáng)度序列，通過(guò)對(duì)所述單線結(jié)構(gòu)光圖案中各像素點(diǎn)在時(shí)間軸上的像素強(qiáng)度序列進(jìn)行傅里葉變換得到所述單線結(jié)構(gòu)光圖案中各像素點(diǎn)的相位，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述單線結(jié)構(gòu)光的解碼。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，本專利技術(shù)實(shí)施例提供的單線結(jié)構(gòu)光解碼方法及系統(tǒng)具有以下有益效果：所述單線結(jié)構(gòu)光解碼方法及系統(tǒng)從傅里葉變換和時(shí)間軸解碼的角度出發(fā)，解決了空間檢測(cè)法引起的二義性問(wèn)題，提高了整個(gè)解碼過(guò)程中對(duì)圖像信息的分析處理效率，較佳的完成了解碼過(guò)程，進(jìn)而獲得精度更高的物體的三維信息，構(gòu)建精度更高的物體的三維圖像。為使本專利技術(shù)的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉本專利技術(shù)較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本專利技術(shù)實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本專利技術(shù)的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。圖1為本專利技術(shù)較佳實(shí)施例提供的一種單線結(jié)構(gòu)光解碼系統(tǒng)的系統(tǒng)組成方框示意圖。圖2為本專利技術(shù)較佳實(shí)施例提供的一種單線結(jié)構(gòu)光解碼方法的流程示意圖。圖3為圖2中步驟S230的子步驟的一種流程示意圖。圖4為圖3中子步驟S232的子步驟的一種流程示意圖。圖5為本專利技術(shù)較佳實(shí)施例提供的另一種單線結(jié)構(gòu)光解碼方法的流程示意圖。圖標(biāo)：10-單線結(jié)構(gòu)光解碼系統(tǒng)；101-投影設(shè)備；102-攝像設(shè)備；103-計(jì)算設(shè)備。具體實(shí)施方式為使本專利技術(shù)實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本專利技術(shù)實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本專利技術(shù)的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本專利技術(shù)的范圍，而是僅僅表示本專利技術(shù)的選定實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。在本專利技術(shù)的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“豎直”、“水平”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該專利技術(shù)產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本專利技術(shù)和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本專利技術(shù)的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“水平”、“豎直”等術(shù)語(yǔ)并不表示要求部件絕對(duì)水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對(duì)“豎直”而言更加水平，并不是表示該結(jié)構(gòu)一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本專利技術(shù)中的具體含義。請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1是本專利技術(shù)較佳實(shí)施例提供的單線結(jié)構(gòu)光解碼系統(tǒng)10的系統(tǒng)組成方框示意圖。本專利技術(shù)實(shí)施例中的單線結(jié)構(gòu)光解碼系統(tǒng)10可以應(yīng)用于對(duì)物體的三維重建技術(shù)中，提高三維重建結(jié)果的精度。如圖1所示，單線結(jié)構(gòu)光解碼系統(tǒng)10包括：投影設(shè)備101、攝像設(shè)備102及計(jì)算設(shè)備103。所述投影設(shè)備101、攝像設(shè)備102以及計(jì)算設(shè)備103相互之間直接或間接地電性連接，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸或交互。例如，這些設(shè)備之間可通過(guò)一條或多條通訊總線或信號(hào)線實(shí)現(xiàn)電性連接，或者通過(guò)對(duì)無(wú)線信號(hào)的接收或發(fā)送實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的電性連接，完成數(shù)據(jù)的交互。其中，所述投影設(shè)備101可以是，但不限于，激光掃描儀(LaserScanner，LS)，數(shù)字光處理(DigitalLightProcession，DLP)投影機(jī)，液晶顯示器(LiquidCristalDisplay，LCD)投影機(jī)，陰極射線管(CathodeRayTube，CRT)投影機(jī)，硅基液晶(LiquidCrystalOnSilicon，LCOS)投影機(jī)等。所述攝像設(shè)備102可以是，但不限于，DVD數(shù)碼攝像機(jī)，硬盤(pán)式數(shù)碼攝像機(jī)，高清數(shù)碼攝像機(jī)，單反照相機(jī)，卡片照相機(jī)，長(zhǎng)焦照相機(jī)等。所述計(jì)算設(shè)備103為一帶有處理器的計(jì)算機(jī)，所述處理器可能是一種集成電路芯片，具有信號(hào)的處理能力，可以配合本專利技術(shù)實(shí)施例中所述計(jì)算設(shè)備103完成對(duì)所述攝像設(shè)備102采集到的單線機(jī)構(gòu)光圖案的處理。上述的處理器可以是通用處理器，包括中央處理器(CentralProcessingUnit，CPU)、網(wǎng)絡(luò)處理器(NetworkProcessor，NP)等。還可以是數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)成可編程門(mén)陣列(FPGA)或者其他可編程邏輯器件、分立門(mén)或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件。可以實(shí)現(xiàn)或者執(zhí)行本專利技術(shù)實(shí)施例中的公開(kāi)的各方法、步驟及邏輯框圖。通用處理器可以是微處理器或者該處理器也可以是任何常規(guī)的處理器等。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種單線結(jié)構(gòu)光解碼方法，應(yīng)用于單線結(jié)構(gòu)光解碼系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括投影設(shè)備、攝像設(shè)備及分別與所述投影設(shè)備和攝像設(shè)備連接的計(jì)算設(shè)備，其特征在于，所述方法包括：所述投影設(shè)備向被測(cè)物體表面投射單線結(jié)構(gòu)光，以對(duì)所述被測(cè)物體進(jìn)行單線結(jié)構(gòu)光掃描；所述攝像設(shè)備采集所述單線結(jié)構(gòu)光經(jīng)由所述被測(cè)物體表面反射形成的單線結(jié)構(gòu)光圖案；所述計(jì)算設(shè)備對(duì)所述單線結(jié)構(gòu)光圖案進(jìn)行處理得到單線結(jié)構(gòu)光圖案中各像素點(diǎn)在時(shí)間軸上的像素強(qiáng)度序列，通過(guò)對(duì)所述單線結(jié)構(gòu)光圖案中各像素點(diǎn)在時(shí)間軸上的像素強(qiáng)度序列進(jìn)行傅里葉變換得到所述單線結(jié)構(gòu)光圖案中各像素點(diǎn)的相位，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述單線結(jié)構(gòu)光的解碼。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種單線結(jié)構(gòu)光解碼方法，應(yīng)用于單線結(jié)構(gòu)光解碼系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括投影設(shè)備、攝像設(shè)備及分別與所述投影設(shè)備和攝像設(shè)備連接的計(jì)算設(shè)備，其特征在于，所述方法包括：所述投影設(shè)備向被測(cè)物體表面投射單線結(jié)構(gòu)光，以對(duì)所述被測(cè)物體進(jìn)行單線結(jié)構(gòu)光掃描；所述攝像設(shè)備采集所述單線結(jié)構(gòu)光經(jīng)由所述被測(cè)物體表面反射形成的單線結(jié)構(gòu)光圖案；所述計(jì)算設(shè)備對(duì)所述單線結(jié)構(gòu)光圖案進(jìn)行處理得到單線結(jié)構(gòu)光圖案中各像素點(diǎn)在時(shí)間軸上的像素強(qiáng)度序列，通過(guò)對(duì)所述單線結(jié)構(gòu)光圖案中各像素點(diǎn)在時(shí)間軸上的像素強(qiáng)度序列進(jìn)行傅里葉變換得到所述單線結(jié)構(gòu)光圖案中各像素點(diǎn)的相位，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述單線結(jié)構(gòu)光的解碼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過(guò)對(duì)所述單線結(jié)構(gòu)光圖案中各像素點(diǎn)在時(shí)間軸上的像素強(qiáng)度序列進(jìn)行傅里葉變換得到所述單線結(jié)構(gòu)光圖案中各像素點(diǎn)的相位的步驟，包括：將進(jìn)行離散傅里葉變換所對(duì)應(yīng)的離散傅里葉變換窗口分割為多個(gè)離散傅里葉變換子窗口；根據(jù)各像素點(diǎn)所屬的離散傅里葉變換子窗口的窗口序列號(hào)，計(jì)算各像素點(diǎn)在所述單線結(jié)構(gòu)光圖案中的相位。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)各像素點(diǎn)所屬的離散傅里葉變換子窗口的序號(hào)，計(jì)算各像素點(diǎn)在所述單線結(jié)構(gòu)光圖案中的相位的步驟包括：計(jì)算各像素點(diǎn)在單線結(jié)構(gòu)光圖案中的調(diào)制光強(qiáng)，將計(jì)算得到的各像素點(diǎn)的調(diào)制光強(qiáng)與預(yù)設(shè)的調(diào)制光強(qiáng)進(jìn)行比較；當(dāng)像素點(diǎn)的調(diào)制光強(qiáng)大于...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉凱，賈夢(mèng)瑤，鄒偉，邊海棟，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：四川大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：四川;51