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申请/专利权人：电子科技大学

摘要：本发明公开了一种基于调制度的非连续路径快速相位展开方法，包括如下步骤：对于采集到的带有相移条纹和格雷码条纹的图像分别计算其包裹相位值和格雷码对应的序列，并且计算每一个像素点上的调制度值；计算得到的调制度按照从大到小的顺序放入一个数组容器中，保存数组中每一个值对应在原图像的行列位置，并求得调制度阈值；根据调制度的大小顺序依次对原图像上的像素进行相位展开，并根据调制度对不可靠相位进行剔除。本发明将调制度引入三维重建领域中的相位展开过程，由于调制度能够反映出该像素位置的相位可靠性，因此根据调制度来对包裹相位进行展开，一方面能够优先将可靠相位进行求解，并剔除不可靠相位，提高相位展开的可靠性和准确性；一方面相较于逐行逐列相位展开方法而言，能够加快相位展开的速度，提高算法效率。

主权项：1.基于调制度的非连续路径的快速相位展开方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、对于采集到的带有相移条纹和格雷码条纹的图像分别计算其包裹相位和格雷码对应的序列，并且计算每一个像素点上的调制度值；对于结构光三维重建技术而言，通常会采用时间编码法，即将带有条纹编码的图案按照时间顺序投射至目标物体表面，同时相机采集图像；而在本发明中采取的方法是相移法与格雷码相结合的编码方法；相移法是通过对目标物体投射多幅不同相位的正弦条纹来求解包裹相位的方法；在计算机中，可根据式1计算出具有相位偏移的条纹图： 其中，x，y分别代表像素的行列坐标，A为背景光强，B为调制强度，N为相移步数；为待求解的相位值；Inx,y表示第n幅相移图像的灰度分布图；假设采用的是N步相移法，由于式1中存在三个未知数，因此N的取值至少为3，结合由N步相移构成的灰度分布方程组，可推导出各个像素点的包裹相位值和调制度值： 其中，调制度B能够有效地反映出相位的可靠程度，一般越可靠的相位，调制度越大；越不可靠的相位，调制度越小；上述求得的包裹相位在-π,π内是连续无歧义的，但是在整个周期内会包含多个包裹相位周期，导致在图像场景内相位出现非单一性，因此需要采用格雷码与相移法进行配合，通过格雷码解出的序列对包裹相位周期数进行标记，来获得绝对相位信息，且为了消除在周期边缘出现的跳变误差，可选用互补格雷码进行优化；下述为求解格雷码和互补格雷码序列的具体过程： 式4中m代表的是格雷码的位数，k1，k2分别代表格雷码和互补格雷码对应的序列，GCj代表的是第j位格雷码的码值；i代表的是从格雷码值到二进制值的映射变换；S2、计算得到的调制度按照从大到小的顺序放入一个数组容器中，并保存数组中每一个值对应在原图像的行列位置，并求出调制度阈值；将上述计算得到的调制度进行排序，也即是将可靠性高的像素点位置优先放在相位展开的前列，可靠性低甚至不可靠的相位放在相位展开的后面，使得将可靠相位优先展开，不可靠相位能够统一进行剔除；并且，在对调制度值进行排序时，同时将其原始像素点的行列位置保存下来，因此在相位展开的过程中，不同于传统的行列展开，其对于包裹相位图像而言，是一种非连续的相位展开，显而易见的是，经过上述处理，目标物体的相位能够优先被展开，并且展开的效率得到了提高；并且，对于调制度阈值的计算，可结合Otsu算法和调制度的特点，采取合适的权重值来计算调制度的阈值；S3、根据调制度的大小顺序依次对原图像上的像素进行相位展开，并根据调制度对不可靠相位进行剔除。

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