用于三维条纹结构光测量的强反射表面高光消除方法研究

发布时间：2021-04-29 01:44

　　结构光三维测量技术以其高精度、非接触、快速等优点成为光学三维测量领域中代表性的一项技术。对于工业检测中有诸多带有强反射表面的被测物体（金属、陶瓷等）,由于被测物表面发生镜面反射而产生高光,造成相机采集的图像趋于过曝,该强反射区域的条纹信息缺失,导致三维重建错误。本文在归纳相关理论基础上,围绕存在镜面反射物体的三维测量展开研究,主要包括以下内容:（1）研究了强反射表面条纹结构光三维测量中两种高光消除策略。1、首先拍摄多组不同曝光时间的条纹图像,估计摄像机响应函数,获得图像中像素值和曝光量之间的映射关系,进而将不同曝光量的图像融合成一幅高动态范围（HDR）图像。实验表明,高动态范围方法可以有效减少高光对三维测量的不利影响。2、改进了基于自适应条纹图案投影的三维测量方法。针对求解投影仪掩模时存在像素过于稀疏的问题,提出了采用Canny算子求解像素边界再进行像素填充的方法,完善了投影仪掩模,将其与被测物体表面的局部反射率相适应,避免了强反射表面图像的过饱和,同时保持了对整个强反射表面的强度调制。该方法可获取高光区域清晰条纹图像,具有高精度、操作简单的优点。（2）提出了一种利用双色反射模型结合图... 

【文章来源】：深圳大学广东省

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究内容及内容安排
第2章 条纹投影三维测量理论基础
    2.1 相机成像模型及标定技术
        2.1.1 线性模型
        2.1.2 非线性模型
        2.1.3 相机标定技术
    2.2 相位计算
        2.2.1 折叠相位
        2.2.2 展开相位
    2.3 双目立体视觉原理
        2.3.1 三维测量原理
        2.3.2 极线约束和极线校正
    2.4 本章小结
第3章 条纹结构光三维测量中的高光消除策略研究
    3.1 引言
    3.2 强反射表面的光照模型和测量方案
        3.2.1 强反射表面的光照模型
        3.2.2 强反射表面的测量方案
    3.3 高动态范围(HDR)结构光三维测量
        3.3.1 高动态范围图像合成(HDR)原理
        3.3.2 实验及小结
    3.4 自适应条纹图案投影的强反射表面三维测量
        3.4.1 利用绝对相位匹配相机-投影仪像素坐标
        3.4.2 生成饱和像素掩模(Mask)
        3.4.3 局部自适应最大输入灰度的计算
        3.4.4 实验和结果
    3.5 本章小结
第4章 一种反射分离结合图像修复的强反射面三维测量方法
    4.1 引言
    4.2 基于颜色空间变换的高光消除方法
    4.3 双色反射模型
        4.3.1 选择高光像素
        4.3.2 消除镜面反射分量
    4.4 基于改进Criminisi算法的图像修复理论
        4.4.1 Criminisi图像修复算法
        4.4.2 基于Sobel算子的改进算法
    4.5 实验
    4.6 实验数据提取分析
    4.7 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3166592