动态物体三维成像中的运动补偿方法与系统

摘要

本发明涉及一种动态物体三维成像中的运动补偿方法与系统。本发明首先对运动误差进行初步估计，然后对均方根误差大于设定阈值的各像素的运动误差进行重新估计，并根据重新估计的运动误差与系统固定相移量和原始变形条纹图数据，计算均方根误差大于设定阈值的各像素的相位的校正估计值，并用其取代相应像素的相位的初步估计值，形成运动补偿后的折叠相位图，利用运动补偿后的折叠相位图，重建运动补偿后的深度像。本发明具有较高的可靠性，对运动造成的误差具有较好的补偿效果，极大的提高了动态表面的测量精度，提高了系统测量的动态范围。本发明适用于由投影仪和单相机或双相机组成的三维测量系统，或经相位展开后的绝对相位图的运动误差补偿。

主权项

一种动态物体三维成像中的运动补偿方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤A，利用多个单色相机同步采集若干帧动态物体表面的变形条纹图，对各单色相机采集的各帧变形条纹图进行滤波，并求解滤波后的变形条纹图的折叠相位图与背景光强，针对折叠相位图中的每个像素，横向展开其邻近数个像素的相位，根据展开的相位估计每个像素沿横向的相位梯度；步骤B，将滤波后的变形条纹图的灰度作为拟合样本数据，结合估计的每个像素沿横向的相位梯度，拟合计算每帧变形条纹图的假定相位编码值，将相邻帧变形条纹图中的假定相位编码值之间的差值减去系统固定相移量获得运动误差的估计值，并利用运动误差的估计值与系统固定相移量和原始变形条纹图数据，计算每个像素的背景光强、调制度与相位的初步估计值；步骤C，利用步骤B中得到的每个像素的背景光强与调制度，并结合所述变形条纹图的灰度，计算每个像素的第一组相位余弦值，利用步骤B中得到的每个像素的相位的初步估计值和系统固定相移量与运动误差的估计值计算每个像素的第二组相位余弦值，并计算每个像素的两组相位余弦值之间的均方根误差；步骤D，利用滤波后的变形条纹图与步骤A中求解的背景光强构造新的拟合样本数据，重新估计步骤C中均方根误差大于设定阈值的各像素的运动误差，利用重新估计的运动误差与系统固定相移量和原始变形条纹图数据，计算均方根误差大于设定阈值的各像素的相位的校正估计值，并用其取代相应像素的相位的初步估计值，形成运动补偿后的折叠相位图，利用运动补偿后的折叠相位图，重建运动补偿后的深度像。