阴影相位误差补偿方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种阴影相位误差补偿方法及装置，涉及结构光测量领域，该方法包括：获取待测物体的相位图；确定所述相位图中的阴影区域，并判断所述阴影区域的类型；若判断出所述阴影区域的类型为有效类型，则确定所述阴影区域中每个像素点的恢复顺序，依据所述恢复顺序依次获取所述阴影区域中每个像素点的预测值，以对所述阴影区域的每个所述像素点进行相位恢复；若判断出所述阴影区域的类型为无效类型，则将所述阴影区域各个像素点的相位值替换为所述相位图的背景区域相位值。应用本发明专利技术实施例提供的方法，能够找到相位图中的阴影区域，并依据阴影区域的类型执行相应的相位恢复操作，有效的减少结构光测量中的阴影相位误差。

Method and device of shadow phase error compensation

【技术实现步骤摘要】
阴影相位误差补偿方法及装置
本专利技术涉及结构光测量领域，特别涉及一种阴影相位误差补偿方法及装置。
技术介绍
随着科学技术的发展，测量技术也得到长足发展，在测量领域，往往会应用到结构光测量技术对物体进行测量。结构光测量通常是将某种形状的结构光投射到待测量物体表面，然后通过检测结构光的偏移距离得到物体的三维信息，进而实现对待测量物体的测量。经本专利技术人研究发现，现有的结构光测量技术中，往往会应用到数字条纹投影系统，然而，数字条纹投影系统是基于三角定位原理的立体视觉系统，即，数字条纹投影系统中相机的视点和投影仪的视点不同，在测量过程中，难以避免阴影的产生，当相机捕获到带有阴影的条纹图像时，提取到的相位图就会存在误差，进而影响到对待测物体的测量效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种阴影相位误差补偿方法，能够找到相位图中的阴影区域，并依据阴影区域的类型执行相应的相位恢复操作，有效的减少结构光测量中的阴影相位误差。本专利技术还提供了一种阴影相位误差补偿装置，用以保证上述方法在实际中的实现及应用。一种阴影相位误差补偿方法，包括：获取待测物体的相位图；确定所述相位图中的阴影区域，并判断所述阴影区域的类型；若判断出所述阴影区域的类型为有效类型，则确定所述阴影区域中每个像素点的恢复顺序，依据所述恢复顺序依次获取所述阴影区域中每个像素点的预测值，以对所述阴影区域的每个所述像素点进行相位恢复；若判断出所述阴影区域的类型为无效类型，则将所述阴影区域各个像素点的相位值替换为所述相位图的背景区域相位值。上述的方法，可选的，所述确定所述相位图中的阴影区域，包括：确定所述相位图的目标区域中每个像素点对应的方差值；所述方差值为其所属的像素点的相位值和该像素点的各个邻域像素点的相位值的方差值；依据所述目标区域中各个所述像素点对应的方差值，建立所述目标区域的方差分布图；基于所述方差分布图，确定所述相位图中的阴影区域。上述的方法，可选的，所述判断所述阴影区域的类型，包括：获取所述阴影区域中每个像素点的权重系数、该像素点的各个邻域像素点的权重系数和预先设置的参考值；基于所述阴影区域中每个像素点的相位值、该像素点的各个邻域像素点的相位值、各个所述权重系数和所述参考值，得到所述阴影区域的类型特征值；将所述类型特征值与预先设置的类型阈值进行比对；若所述类型特征值大于等于所述类型阈值，则确定所述阴影区域的类型为有效类型；若所述类型特征值小于所述类型阈值，则确定所述阴影区域的类型为无效类型。上述的方法，可选的，所述确定所述阴影区域中每个像素点的恢复顺序，包括：获取所述阴影区域中各个像素点的邻域像素点的相位值；依据所述阴影区域中每个所述像素点的邻域像素点的相位值，得到该像素点的可靠参数；依据每个所述像素点的可靠参数的大小，确定所述阴影区域中各个像素点的恢复顺序。上述的方法，可选的，所述依据所述恢复顺序依次获取所述阴影区域中每个像素点的预测值，以对所述阴影区域的每个所述像素点进行相位恢复，包括：基于所述恢复顺序，依次对每个所述像素点执行相位恢复操作；所述相位恢复操作包括：获取该像素点的邻域像素点的相位梯度信息；应用预先设置的卡尔曼滤波算法对所述相位梯度信息进计算，得到该像素点的初始预测值和所述初始预测值对应的关联矩阵，所述关联矩阵表征该像素点的相位值与所述相位梯度信息的关联关系；应用预先设置的核密度估计算法对所述初始预测值和所述关联矩阵进行计算，得到该像素点的预测值；应用该所述预测值替换该像素点的相位值。一种阴影相位误差补偿装置，包括：获取单元，用于获取待测物体的相位图；确定单元，用于确定所述相位图中的阴影区域，并判断所述阴影区域的类型；第一相位恢复单元，用于当判断出所述阴影区域的类型为有效类型时，确定所述阴影区域中每个像素点的恢复顺序，依据所述恢复顺序依次获取所述阴影区域中每个像素点的预测值，以对所述阴影区域的每个所述像素点进行相位恢复；第二相位恢复单元，用于当判断出所述阴影区域的类型为无效类型时，将所述阴影区域各个像素点的相位值替换为所述相位图的背景区域相位值。上述的装置，可选的，所述确定单元，包括：第一确定子单元，用于确定所述相位图的目标区域中每个像素点对应的方差值；所述方差值为其所属的像素点的相位值和该像素点的各个邻域像素点的相位值的方差值；生成子单元，用于依据所述目标区域中各个所述像素点对应的方差值，建立所述目标区域的方差分布图；第二确定子单元，用于依据所述方差分布图，确定所述相位图中的阴影区域。上述的装置，可选的，所述判断所述阴影区域的类型的确定单元，包括：第一获取子单元，用于获取所述阴影区域中每个像素点的权重系数、该像素点的各个邻域像素点的权重系数和预先设置的参考值；第一运算子单元，用于依据所述阴影区域中每个像素点的相位值、该像素点的各个邻域像素点的相位值、各个所述权重系数和所述参考值，得到所述阴影区域的类型特征值；比对子单元，用于将所述类型特征值与预先设置的类型阈值进行比对；第一执行子单元，用于当所述类型特征值大于等于所述类型阈值时，确定所述阴影区域的类型为有效类型；第二执行子单元，用于当所述类型特征值小于所述类型阈值时，确定所述阴影区域的类型为无效类型。上述的装置，可选的，所述第一相位恢复单元，包括：第二获取子单元，用于获取所述阴影区域中各个像素点的邻域像素点的相位值；第二运算子单元，用于依据所述阴影区域中每个所述像素点的邻域像素点的相位值，得到该像素点的可靠参数；第三确定子单元，用于依据每个所述像素点的可靠参数的大小，确定所述阴影区域中各个像素点的恢复顺序。上述的装置，可选的，所述第一相位恢复单元，包括：恢复子单元，用于依据所述恢复顺序，依次对每个所述像素点执行相位恢复操作；所述相位恢复操作包括：获取该像素点的邻域像素点的相位梯度信息；应用预先设置的卡尔曼滤波算法对所述相位梯度信息进计算，得到该像素点的初始预测值和所述初始预测值对应的关联矩阵，所述关联矩阵表征该像素点的相位值与所述相位梯度信息的关联关系；应用预先设置的核密度估计算法对所述初始预测值和所述关联矩阵进行计算，得到该像素点的预测值；应用该所述预测值替换该像素点的相位值。一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在的设备执行如上述的阴影相位误差补偿方法。一种电子设备，包括存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行如上述的阴影相位误差补偿方法。与现有技术相比，本专利技术包括以下优点：本专利技术提供了一种阴影相位误差补偿方法，包括：获取待测物体的相位图；确定所述相位图中的阴影区域，并判断所述阴影区域的类型；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阴影相位误差补偿方法，其特征在于，包括：/n获取待测物体的相位图；/n确定所述相位图中的阴影区域，并判断所述阴影区域的类型；/n若判断出所述阴影区域的类型为有效类型，则确定所述阴影区域中每个像素点的恢复顺序，依据所述恢复顺序依次获取所述阴影区域中每个像素点的预测值，以对所述阴影区域的每个所述像素点进行相位恢复；/n若判断出所述阴影区域的类型为无效类型，则将所述阴影区域各个像素点的相位值替换为所述相位图的背景区域相位值。/n

【技术特征摘要】
1.一种阴影相位误差补偿方法，其特征在于，包括：
获取待测物体的相位图；
确定所述相位图中的阴影区域，并判断所述阴影区域的类型；
若判断出所述阴影区域的类型为有效类型，则确定所述阴影区域中每个像素点的恢复顺序，依据所述恢复顺序依次获取所述阴影区域中每个像素点的预测值，以对所述阴影区域的每个所述像素点进行相位恢复；
若判断出所述阴影区域的类型为无效类型，则将所述阴影区域各个像素点的相位值替换为所述相位图的背景区域相位值。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述相位图中的阴影区域，包括：
确定所述相位图的目标区域中每个像素点对应的方差值；所述方差值为其所属的像素点的相位值和该像素点的各个邻域像素点的相位值的方差值；
依据所述目标区域中各个所述像素点对应的方差值，建立所述目标区域的方差分布图；
基于所述方差分布图，确定所述相位图中的阴影区域。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述阴影区域的类型，包括：
获取所述阴影区域中每个像素点的权重系数、该像素点的各个邻域像素点的权重系数和预先设置的参考值；
基于所述阴影区域中每个像素点的相位值、该像素点的各个邻域像素点的相位值、各个所述权重系数和所述参考值，得到所述阴影区域的类型特征值；
将所述类型特征值与预先设置的类型阈值进行比对；
若所述类型特征值大于等于所述类型阈值，则确定所述阴影区域的类型为有效类型；
若所述类型特征值小于所述类型阈值，则确定所述阴影区域的类型为无效类型。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述阴影区域中每个像素点的恢复顺序，包括：
获取所述阴影区域中各个像素点的邻域像素点的相位值；
依据所述阴影区域中每个所述像素点的邻域像素点的相位值，得到该像素点的可靠参数；
依据每个所述像素点的可靠参数的大小，确定所述阴影区域中各个像素点的恢复顺序。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述恢复顺序依次获取所述阴影区域中每个像素点的预测值，以对所述阴影区域的每个所述像素点进行相位恢复，包括：
基于所述恢复顺序，依次对每个所述像素点执行相位恢复操作；
所述相位恢复操作包括：获取该像素点的邻域像素点的相位梯度信息；应用预先设置的卡尔曼滤波算法对所述相位梯度信息进计算，得到该像素点的初始预测值和所述初始预测值对应的关联矩阵，所述关联矩阵表征该像素点的相位值与所述相位梯度信息的关联关系；应用预先设置的核密度估计算法对所述初始预测值和所述关联矩阵进行计算，得到该像素点的预测值；应用该所述预测值替换该像素点的相位值。


6.一种阴影相位误差补偿装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取待测物...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙正，金一，段明辉，陈恩红，竺长安，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34