一种基于灰度直方图的自适应高动态范围三维测量方法

摘要

本发明提供一种基于灰度直方图的自适应高动态范围三维测量方法。通过对被测物的灰度直方图进行分析，确定被测物的反射率分布以及各反射率所需的最佳曝光时间；使用多次曝光技术，按照各反射率所需的最佳曝光时间对被测物分别进行曝光，获得被测物在不同的最佳曝光时间下拍摄的图像，然后将不同的最佳曝光时间下拍摄的图像进行融合，从而恢复被测物的三维形貌。本发明克服了传统高动态范围测量方法中存在的盲目性，提高了测量效率。

主权项

一种基于灰度直方图的自适应高动态范围三维测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：使用投影装置向被测物投影均匀白光，然后使用摄像机拍摄被测物获得图像I₀，同时记录拍摄图像I₀时所使用的曝光时间t₀；计算图像I₀的灰度直方图；步骤二：在灰度直方图中定位出每个波峰，并在每个波峰的右侧寻找与该波峰相邻最近的波谷，并记录该波谷的横坐标；步骤三：统计步骤二获得的波谷的个数m，将m作为曝光次数，用公式(1)所示方法计算每个波谷所需的最佳曝光时间，$t_{opt}^i=\frac{2^B-1}{I_{0i}}{t}_0---\left(1\right)$公式(1)中，为第i个波谷所需的最佳曝光时间(i＝1,2,3...m)；用I_0i为找到的第i个波谷的横坐标；B为摄像机单个像素用来存储光强时所使用的比特数；步骤四：使用多曝光技术结合N步相移技术拍摄被测物，获得N*n幅相移光栅图像，然后将N*n幅相移光栅图像进行图像融合，获得融合后的N幅相移光栅图像；步骤五：使用融合后的N幅相移光栅图像进行相位求解并重建被测物三维模型。