單線結構光解碼方法及系統技術方案

本發明專利技術實施例提供一種單線結構光解碼方法及系統，涉及物體的三維重建技術領域。所述方法包括：向被測物體表面投射單線結構光；采集由單線結構光反射形成的單線結構光圖案；對單線結構光圖案進行處理得到單線結構光圖案中各像素點在時間軸上的像素強度序列，通過對各像素點在時間軸上的像素強度序列進行傅里葉變換得到單線結構光圖案中各像素點的相位，實現對單線結構光的解碼。所述單線結構光解碼方法及系統解決了空間檢測法引起的二義性問題，提高了整個解碼過程中的解碼精度和對圖像信息的分析處理效率，進而獲得精度更高的物體的三維信息，構建精度更高的物體的三維圖像。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及物體的三維重建
，具體而言，涉及一種單線結構光解碼方法及系統。
技術介紹
線結構光三維測量技術是一項精準獲取物體的三維信息的技術，廣泛應用于科技和工業領域。通常，線結構光三維測量技術包括以下基本步驟：向目標物體投射線結構光并掃描，采集經由目標物體表面反射生成的圖案，對采集到的圖案信息進行解碼，還原目標物體的三維信息，用于對物體的三維重建。就目前而言，線結構光三維測量技術的解碼方法采用的是空間檢測方法，通過檢測采集到的圖像每一行或列的峰值，完成對采集到的圖像信息的分析處理，從而完成解碼過程。但是，在一些復雜的掃描環境下，某些空間峰值在檢測時會產生條紋二義性的現象，會給后續的三維信息獲取和三維重建結果的精度造成嚴重的影響。同時，空間檢測方法對圖像信息的分析處理效率低，往往會使得三維重建結果的精度有限，不能完整而正確地表達出被測目標表面的具體信息。
技術實現思路
為了克服現有技術中的上述不足，本專利技術實施例的目的在于提供一種對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，以改善現有技術中對物體的三維重建結果精度不高，無法真實地反映物體的具體情況等缺點。就解碼方法而言，本專利技術較佳的實施例提供了一種單線結構光解碼方法，應用于單線結構光解碼系統，所述系統包括投影設備、攝像設備及分別與所述投影設備和攝像設備連接的計算設備，所述方法包括：所述投影設備向被測物體表面投射單線結構光，以對所述被測物體進行單線結構光掃描；所述攝像設備采集所述單線結構光經由所述被測物體表面反射形成的單線結構光圖案；所述計算設備對所述單線結構光圖案進行處理得到單線結構光圖案中各像素點在時間軸上的像素強度序列，通過對所述單線結構光圖案中各像素點在時間軸上的像素強度序列進行傅里葉變換得到所述單線結構光圖案中各像素點的相位，實現對所述單線結構光的解碼。就解碼系統而言，本專利技術較佳的實施例還提供了一種單線結構光解碼系統，所述系統包括投影設備、攝像設備及分別與所述投影設備和攝像設備連接的計算設備，其中：所述投影設備，用于向被測物體表面投射單線結構光，以對所述被測物體進行單線結構光掃描；所述攝像設備，用于采集所述單線結構光經由所述被測物體表面反射形成的單線結構光圖案；所述計算設備，用于對所述單線結構光圖案進行處理得到單線結構光圖案中各像素點在時間軸上的像素強度序列，通過對所述單線結構光圖案中各像素點在時間軸上的像素強度序列進行傅里葉變換得到所述單線結構光圖案中各像素點的相位，實現對所述單線結構光的解碼。相對于現有技術而言，本專利技術實施例提供的單線結構光解碼方法及系統具有以下有益效果：所述單線結構光解碼方法及系統從傅里葉變換和時間軸解碼的角度出發，解決了空間檢測法引起的二義性問題，提高了整個解碼過程中對圖像信息的分析處理效率，較佳的完成了解碼過程，進而獲得精度更高的物體的三維信息，構建精度更高的物體的三維圖像。為使本專利技術的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉本專利技術較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本專利技術的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。圖1為本專利技術較佳實施例提供的一種單線結構光解碼系統的系統組成方框示意圖。圖2為本專利技術較佳實施例提供的一種單線結構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為本專利技術較佳實施例提供的另一種單線結構光解碼方法的流程示意圖。圖標：10-單線結構光解碼系統；101-投影設備；102-攝像設備；103-計算設備。具體實施方式為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本專利技術實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本專利技術的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本專利技術的范圍，而是僅僅表示本專利技術的選定實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。在本專利技術的描述中，需要說明的是，術語“豎直”、“水平”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該專利技術產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本專利技術和簡化描述，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、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本專利技術的限制。此外，術語“水平”、“豎直”等術語并不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對“豎直”而言更加水平，并不是表示該結構一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本專利技術中的具體含義。請參照圖1，圖1是本專利技術較佳實施例提供的單線結構光解碼系統10的系統組成方框示意圖。本專利技術實施例中的單線結構光解碼系統10可以應用于對物體的三維重建技術中，提高三維重建結果的精度。如圖1所示，單線結構光解碼系統10包括：投影設備101、攝像設備102及計算設備103。所述投影設備101、攝像設備102以及計算設備103相互之間直接或間接地電性連接，以實現數據的傳輸或交互。例如，這些設備之間可通過一條或多條通訊總線或信號線實現電性連接，或者通過對無線信號的接收或發送實現設備之間的電性連接，完成數據的交互。其中，所述投影設備101可以是，但不限于，激光掃描儀(LaserScanner，LS)，數字光處理(DigitalLightProcession，DLP)投影機，液晶顯示器(LiquidCristalDisplay，LCD)投影機，陰極射線管(CathodeRayTube，CRT)投影機，硅基液晶(LiquidCrystalOnSilicon，LCOS)投影機等。所述攝像設備102可以是，但不限于，DVD數碼攝像機，硬盤式數碼攝像機，高清數碼攝像機，單反照相機，卡片照相機，長焦照相機等。所述計算設備103為一帶有處理器的計算機，所述處理器可能是一種集成電路芯片，具有信號的處理能力，可以配合本專利技術實施例中所述計算設備103完成對所述攝像設備102采集到的單線機構光圖案的處理。上述的處理器可以是通用處理器，包括中央處理器(CentralProcessingUnit，CPU)、網絡處理器(NetworkProcessor，NP)等。還可以是數字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現成可編程門陣列(FPGA)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件。可以實現或者執行本專利技術實施例中的公開的各方法、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的處理器等。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種單線結構光解碼方法，應用于單線結構光解碼系統，所述系統包括投影設備、攝像設備及分別與所述投影設備和攝像設備連接的計算設備，其特征在于，所述方法包括：所述投影設備向被測物體表面投射單線結構光，以對所述被測物體進行單線結構光掃描；所述攝像設備采集所述單線結構光經由所述被測物體表面反射形成的單線結構光圖案；所述計算設備對所述單線結構光圖案進行處理得到單線結構光圖案中各像素點在時間軸上的像素強度序列，通過對所述單線結構光圖案中各像素點在時間軸上的像素強度序列進行傅里葉變換得到所述單線結構光圖案中各像素點的相位，實現對所述單線結構光的解碼。

【技術特征摘要】
1.一種單線結構光解碼方法，應用于單線結構光解碼系統，所述系統包括投影設備、攝像設備及分別與所述投影設備和攝像設備連接的計算設備，其特征在于，所述方法包括：所述投影設備向被測物體表面投射單線結構光，以對所述被測物體進行單線結構光掃描；所述攝像設備采集所述單線結構光經由所述被測物體表面反射形成的單線結構光圖案；所述計算設備對所述單線結構光圖案進行處理得到單線結構光圖案中各像素點在時間軸上的像素強度序列，通過對所述單線結構光圖案中各像素點在時間軸上的像素強度序列進行傅里葉變換得到所述單線結構光圖案中各像素點的相位，實現對所述單線結構光的解碼。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過對所述單線結構光圖案中各像素點在時間軸上的像素強度序列進行傅里葉變換得到所述單線結構光圖案中各像素點的相位的步驟，包括：將進行離散傅里葉變換所對應的離散傅里葉變換窗口分割為多個離散傅里葉變換子窗口；根據各像素點所屬的離散傅里葉變換子窗口的窗口序列號，計算各像素點在所述單線結構光圖案中的相位。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據各像素點所屬的離散傅里葉變換子窗口的序號，計算各像素點在所述單線結構光圖案中的相位的步驟包括：計算各像素點在單線結構光圖案中的調制光強，將計算得到的各像素點的調制光強與預設的調制光強進行比較；當像素點的調制光強大于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉凱，賈夢瑤，鄒偉，邊海棟，
申請(專利權)人：四川大學，
類型：發明
國別省市：四川;51