基于表面几何特性的结构光重建颜色校正方法

摘要

基于表面几何特性的结构光重建颜色校正方法，本发明涉及结构光颜色信息重建过程中的一种颜色校正方法。其步骤是：(a)利用结构光系统获取被测表面采样点的三维数据和颜色数据，依次将每个采样点作为中心采样点，根据中心采样点和其邻域内多个采样点的三维数据拟合空间曲面，在其上过中心采样点作切面。(b)以切面表征表面局部几何特性，针对切面作入射光强分析和反射光强分析，计算出中心采样点的颜色校正系数。(c)利用各中心采样点的颜色校正系数校正颜色数据。本方法在结构光系统获取三维数据和颜色数据的基础上，直接根据三维数据分析表面几何特性及其对颜色数据的影响，修正该影响，得到真实颜色信息。本方法在工业和民用领域有着广阔的应用前景。

主权项

1.一种基于表面几何特性的结构光重建颜色校正方法，其特征是：该方法包括步骤：(1) 利用结构光系统获取被测表面采样点的三维数据和颜色数据，依次将每个采样点作为中心采样点，根据中心采样点和其邻域内多个采样点的三维数据拟合空间曲面，在空间曲面上过中心采样点作切面；(2) 以切面表征被测表面局部几何特性，针对切面作入射光强分析和反射光强分析，进而计算出中心采样点的颜色校正系数；所述的入射光强分析为：投影仪投射的光能总量一定，则单位面积上的入射光强与总投射面积成反比，总投射面积与入射距离和入射角有关，在入射角确定的前提下，总投射面积与入射距离的平方成正比，因此入射光强与入射距离的平方成反比；在入射距离确定的前提下，总投射面积与入射角正弦值的平方成反比，因此入射光强与入射角正弦值的平方成正比，据此可计算入射光强校正系数A；所述的反射光强分析为：被测表面反射至摄像机的反射光强符合朗伯(Lambert)模型，据此可计算反射光强校正系数B；所述的入射距离为中心采样点与投影仪镜头中心之间的距离；入射角为中心采样点和投影仪镜头中心连线与切面的夹角；(3) 利用各中心采样点的颜色校正系数校正其颜色数据，中心采样点的颜色校正系数C由入射光强校正系数A和反射光强校正系数B相乘得出：式中L₁和L₂表示两个不同几何特性的切面1和切面2的入射距离；和表示两个不同几何特性的切面1和切面2的入射角；来自于切面1和切面2的反射光线的反射角分别为和；中心采样点的颜色数据R, G, B值与相应的颜色校正系数相乘，再线性拉伸到[0, 1]之间，得到校正后的颜色数据。