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      一種基于條紋投影的自動(dòng)多曝光選擇方法

      文檔序號(hào):40134429發(fā)布日期:2024-11-29 15:19閱讀:11來源:國(guó)知局
      一種基于條紋投影的自動(dòng)多曝光選擇方法

      本發(fā)明屬于光學(xué)測(cè)量,具體為一種基于條紋投影的自動(dòng)多曝光選擇方法。


      背景技術(shù):

      1、在條紋投影輪廓術(shù)中,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)具有復(fù)雜表面反射率的場(chǎng)景的高動(dòng)態(tài)范圍測(cè)量,多曝光融合技術(shù)是一個(gè)非常有效的方法。在多曝光融合技術(shù)中,相機(jī)在多個(gè)不同的曝光時(shí)間下采集條紋圖片,使得場(chǎng)景中具有不同反射率的區(qū)域幾乎都能在某一個(gè)曝光時(shí)間下實(shí)現(xiàn)最優(yōu)測(cè)量,將不同區(qū)域的測(cè)量結(jié)果融合起來就實(shí)現(xiàn)了整個(gè)場(chǎng)景的高動(dòng)態(tài)范圍測(cè)量。然而多曝光融合技術(shù)往往需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)人為給出不同測(cè)量場(chǎng)景下的曝光組合,這既費(fèi)時(shí)費(fèi)力又難以得到最優(yōu)結(jié)果。


      技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

      1、本發(fā)明的目的在于提出了一種基于條紋投影的自動(dòng)多曝光選擇方法。

      2、實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為:一種基于條紋投影的自動(dòng)多曝光選擇方法,包括如下步驟:

      3、步驟1:使用投影儀向被測(cè)場(chǎng)景投影相移條紋圖案,相機(jī)同步以預(yù)設(shè)曝光值采集一組條紋圖,利用最高頻條紋圖得到一張偽白圖;

      4、步驟2:找到偽白圖中亮度大于預(yù)設(shè)閾值的過曝區(qū)域,用種子填充算法對(duì)過曝區(qū)域進(jìn)行分區(qū)得到若干個(gè)子區(qū)域;

      5、步驟3:根據(jù)面積最大的過曝子區(qū)域的像素?cái)?shù)量及平均亮度對(duì)曝光時(shí)間進(jìn)行迭代與計(jì)算得到最優(yōu)初始曝光時(shí)間,使得初始曝光盡可能大且該曝光下被測(cè)場(chǎng)景無明顯過曝區(qū)域;

      6、步驟4:通過基于條紋圖調(diào)制度的自動(dòng)多曝光算法計(jì)算多曝光次數(shù)并自動(dòng)迭代后續(xù)的曝光時(shí)間,將各個(gè)曝光時(shí)間下的優(yōu)質(zhì)絕對(duì)相位融合得到多曝光融合的絕對(duì)相位;

      7、步驟5:利用雙目相機(jī)的標(biāo)定參數(shù)對(duì)左右相機(jī)絕對(duì)相位進(jìn)行立體校正,對(duì)左右相機(jī)絕對(duì)相位進(jìn)行相位匹配得到二維視差圖,實(shí)現(xiàn)高速、高精度的三維形貌測(cè)量。

      8、優(yōu)選地,步驟2找到偽白圖中亮度大于預(yù)設(shè)閾值的過曝區(qū)域,用種子填充算法對(duì)過曝區(qū)域進(jìn)行分區(qū)得到若干個(gè)子區(qū)域:

      9、①將只包含過曝區(qū)域的偽白圖二值化,選擇一個(gè)或多個(gè)值不為零的種子點(diǎn)作為起始點(diǎn),將其標(biāo)記為已訪問;

      10、②從當(dāng)前種子點(diǎn)出發(fā),依次搜索其左上、上、右上、左、右、左下、下、右下8個(gè)鄰域內(nèi)的像素點(diǎn),若該像素點(diǎn)未被訪問過且值不為零,則將其標(biāo)記為已訪問,并將其加入當(dāng)前連通域;

      11、③將當(dāng)前連通域內(nèi)的所有像素點(diǎn)的標(biāo)簽值更新為與種子點(diǎn)相同的標(biāo)簽值;

      12、④重復(fù)②和③,直到所有像素點(diǎn)都被訪問過。

      13、優(yōu)選地,步驟3根據(jù)面積最大的過曝子區(qū)域的像素?cái)?shù)量及平均亮度對(duì)曝光時(shí)間進(jìn)行迭代與計(jì)算得到最優(yōu)初始曝光時(shí)間,使得初始曝光盡可能大且該曝光下被測(cè)場(chǎng)景無明顯過曝區(qū)域的具體方法為:

      14、找出像素?cái)?shù)量最多的子區(qū)域,判斷該區(qū)域的像素?cái)?shù)量是否小于設(shè)定閾值p1;若超過該閾值,則認(rèn)為在當(dāng)前曝光t0下圖像存在過曝區(qū)域,將過曝區(qū)域以二值掩膜圖的形式賦值給變量satu_mask,并將t0減半返回步驟1;若沒有超過該閾值,判斷變量satu_mask有沒有被賦值,若satu_mask沒有被賦值,說明被測(cè)場(chǎng)景的高亮區(qū)域沒有被記錄過,則將t0擴(kuò)大一倍返回步驟1;若satu_mask已經(jīng)被賦值,根據(jù)當(dāng)前曝光時(shí)間t0下的偽白圖在高亮區(qū)域satu_mask內(nèi)前p1個(gè)點(diǎn)的平均亮度avgi計(jì)算最優(yōu)初始曝光時(shí)間t1。

      15、優(yōu)選地,最優(yōu)初始曝光時(shí)間t1具體為:

      16、

      17、其中,表示圖像光強(qiáng)的過曝閾值。

      18、優(yōu)選地,后續(xù)的曝光時(shí)間的計(jì)算方法為:

      19、

      20、其中,表示曝光時(shí)間為tn時(shí),調(diào)制度小于且最接近調(diào)制度閾值it”的像素的光強(qiáng);n=1,2,...,m,其中m是一個(gè)正整數(shù),代表曝光總次數(shù);表示圖像光強(qiáng)的過曝閾值。

      21、優(yōu)選地,曝光總次數(shù)的計(jì)算公式為:

      22、

      23、式中,i”min代表初始曝光下陰影區(qū)域的光強(qiáng)閾值,小于該值的點(diǎn)視為處于陰影區(qū)域;表示曝光時(shí)間為t1時(shí),調(diào)制度小于且最接近調(diào)制度閾值it”的像素的光強(qiáng),表示圖像光強(qiáng)的過曝閾值,floor()代表向下取整函數(shù)。

      24、優(yōu)選地,融合后的絕對(duì)相位φ具體為:

      25、

      26、式中,φi為第i次曝光獲得的絕對(duì)相位,ai為第i次曝光絕對(duì)相位大于閾值it”的區(qū)域?qū)?yīng)的掩膜。

      27、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,其顯著優(yōu)點(diǎn)為:本發(fā)明根據(jù)被測(cè)場(chǎng)景自動(dòng)確定最優(yōu)初始曝光,與基于條紋圖調(diào)制度的自動(dòng)多曝光算法結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了針對(duì)任意場(chǎng)景的完全自動(dòng)多曝光融合。

      28、下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。



      技術(shù)特征:

      1.一種基于條紋投影的自動(dòng)多曝光選擇方法,其特征在于,包括如下步驟:

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于條紋投影的自動(dòng)多曝光選擇方法,其特征在于,步驟2找到偽白圖中亮度大于預(yù)設(shè)閾值的過曝區(qū)域,用種子填充算法對(duì)過曝區(qū)域進(jìn)行分區(qū)得到若干個(gè)子區(qū)域:

      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于條紋投影的自動(dòng)多曝光選擇方法,其特征在于,步驟3根據(jù)面積最大的過曝子區(qū)域的像素?cái)?shù)量及平均亮度對(duì)曝光時(shí)間進(jìn)行迭代與計(jì)算得到最優(yōu)初始曝光時(shí)間,使得初始曝光盡可能大且該曝光下被測(cè)場(chǎng)景無明顯過曝區(qū)域的具體方法為:

      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于條紋投影的自動(dòng)多曝光選擇方法,其特征在于,最優(yōu)初始曝光時(shí)間t1具體為:

      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于條紋投影的自動(dòng)多曝光選擇方法,其特征在于,后續(xù)的曝光時(shí)間的計(jì)算方法為:

      6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于條紋投影的自動(dòng)多曝光選擇方法,其特征在于,曝光總次數(shù)的計(jì)算公式為:

      7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于條紋投影的自動(dòng)多曝光選擇方法,其特征在于,融合后的絕對(duì)相位φ具體為:


      技術(shù)總結(jié)
      本發(fā)明公開了一種基于條紋投影的自動(dòng)多曝光選擇方法。首先使用投影儀向被測(cè)場(chǎng)景投影相移條紋圖案,相機(jī)同步以預(yù)設(shè)曝光值采集一組條紋圖,利用最高頻條紋圖得到一張偽白圖。找到偽白圖中亮度大于預(yù)設(shè)閾值的過曝區(qū)域,用種子填充算法對(duì)過曝區(qū)域進(jìn)行分區(qū)得到若干個(gè)子區(qū)域。根據(jù)面積最大的過曝子區(qū)域的像素?cái)?shù)量及平均亮度對(duì)曝光時(shí)間進(jìn)行迭代與計(jì)算得到最優(yōu)初始曝光時(shí)間,使得初始曝光盡可能大且該曝光下被測(cè)場(chǎng)景無明顯過曝區(qū)域。通過基于條紋圖調(diào)制度的自動(dòng)多曝光算法計(jì)算多曝光次數(shù)并自動(dòng)迭代后續(xù)的曝光時(shí)間,將各個(gè)曝光時(shí)間下的優(yōu)質(zhì)絕對(duì)相位融合得到多曝光融合的絕對(duì)相位。利用雙目相機(jī)的標(biāo)定參數(shù)對(duì)左右相機(jī)絕對(duì)相位進(jìn)行立體校正。對(duì)左右相機(jī)絕對(duì)相位進(jìn)行相位匹配得到二維視差圖,實(shí)現(xiàn)高速、高精度的三維形貌測(cè)量。

      技術(shù)研發(fā)人員:馮世杰,尹龍,尹維,左超,陳錢,胡巖
      受保護(hù)的技術(shù)使用者:南京理工大學(xué)
      技術(shù)研發(fā)日:
      技術(shù)公布日:2024/11/28
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