一种提取De Bruijn彩色结构光图像的中心彩色条纹的方法

摘要

本发明提出一种提取De Bruijn彩色结构光图像的中心彩色条纹的方法，属于计算机图像处理技术领域。该方法可以提取宽度为1个像素的De Bruijn彩色结构光编码条纹经过调制后的中心彩色条纹，提取的正确率大于99.5％，为寻找调制后彩色图片中每个像素点与原始编码图像中彩色条纹的匹配关系奠定了基础。

主权项

1.一种提取De Bruijn彩色结构光图像的中心彩色条纹的方法，其特征在于，该方法所需设备和实现步骤如下：所需设备：所需设备由5部分组成：投影机(1)，投影屏幕(2)，摄像机(3)，计算机(4)，待测物体(5)；投影机(1)和摄像机(3)都通过电缆与计算机(4)连接；实现步骤：步骤1、在计算机(4)中，利用具有随机特性与确定性的De Bruijn伪随机序列，产生一幅7元3级De Bruijn序列彩色结构光编码图像，该图像背景颜色为黑色，其RGB值都为0，每条彩色条纹的宽度为一个像素，相邻两条彩色条纹间隔3个像素，并且颜色都不相同；步骤2、计算机(4)通过投影机(1)将步骤1中产生的De Bruijn序列彩色结构光编码图像经过待测物体(5)调制后投影到投影屏幕(2)上，生成调制后的投影图像；步骤3、计算机(4)通过摄像机(3)拍摄步骤2生成的调制后的投影图像，得到彩色结构光编码图片；由该图片上所有像素点按照从左到右，从上到下的顺序构成矩阵Z；设矩阵Z有m行，n列；Z(i，j)＝(R(i，j)，G(i，j)，B(i，j))为矩阵Z的第i行第j列元素，其中R(i，j)、G(i，j)、B(i，j)分别为Z(i，j)的RGB值；步骤4、构造矩阵I，设元素I(i，j)是矩阵I的第i行第j列元素，I(i，j)＝(R(i，j)+G(i，j)+B(i，j))/3/255，i＝1，2，…，m，j＝1，2，…，n；步骤5、构造矩阵I_s，设I_s(i，j)是矩阵I_s的第i行第j列元素，对j＝1，2，…，n，有I_s(1，j)＝I(1，j)；I_s(2，j)＝(I(1，j)+I(2，j)+I(3，j))/3；I_s(i，j)＝(I(i-2，j)+2×I(i-1，j)+3×I(i，j)+2×I(i+1，j)+I(i+2，j))/9，i＝3，4，…，m-2；I_s(m-1，j)＝(I(m-2，j)+I(m-1，j)+I(m，j))/3，I_s(m，j)＝I(m，j)；步骤6、构造矩阵I_s的梯度矩阵dI_s，设dI_s(i，j)是矩阵dI_s的第i行第j列元素，对j＝1，2，…，n，有dI_s(i，j)＝I_s(i+1，j)-I_s(i，j)，i＝1，2，…，m-1；dI_s(m，j)＝0；步骤7、构造向量E，向量E的元素E(j)＝1，j＝1，2，…，n；构造矩阵x，设x(k，j)是矩阵x的第k行第j列元素，对j＝1，2，…，n，有x(1，j)＝1，j∈{1，2，…，n}；如果dI_s(k-1，j)≥0且dI_s(k，j)＜0，或者，dI_s(k-1，j)≤0且dI_s(k，j)＞0，其中k＝2，3，…，m-1，那么E(j)＝E(j)+1，x(E(j)，j)＝k；最后设x(E(j)+1，j)＝m；步骤8、构造矩阵a，设a(k，j)是矩阵a的第k行第j列元素，对j＝1，2，…，n，有，k＝2，3，…，E(j)+1；此处函数表示对x向下取整；步骤9、构造向量E’，向量E’的元素E’(j)＝1，j＝1，2，…，n，；对k＝1，2，…，E(j)，j＝1，2，…，n，按照从上到下，从左到右的顺序，在矩阵I的第j列中找到第a(k，j)行到第a(k+1，j)行的第一个最大值，设为I(g，j)，如果I(g，j)＞I(a(k，j)，j)并且I(g，j)＞I(a(k+1，j)，j)，那么像素点Z(g，j)为所述彩色结构光编码图片的第j列第E’(j)条中心彩色条纹中的元素，且E’(j)＝E’(j)+1；通过以上步骤可以找到调制后彩色图片的每一条中心彩色条纹，为寻找调制后彩色图片中每个像素点与原始编码图像中彩色条纹的匹配关系作好了准备。