单帧彩色编码的结构光深度获取研究

发布时间：2021-05-24 05:33

　　当前,三维信息已经在3D人脸识别、增强现实、自动驾驶等领域被广泛应用。因此复杂场景深度获取技术成为研究重点,其中结构光法具有高精度、高鲁棒性等优点,成为热点研究方向。本文在结构光法的基础上,提出了两种单帧彩色编码的结构光深度获取方法。本文首先提出了一种高精度的彩色散斑编码结构光深度获取方法。投影模板由离散的相位信息和彩色的De Bruijn序列信息组成的复合模板,在实际场景中已证明其可行性,且对环境光具有鲁棒性。使用Gabor滤波器来估计截断相位信息。为了解决传统测量方法中的相位模糊问题,通过De Brujin序列编码截断相位的周期信息并将其分布到彩色模板的两个通道中。通过截断相位的边界确定De Bruijn序列边界,并通过形态学闭操作得到De Bruijn序列码字。所提的方法适合动态场景的深度获取。实验结果证实该方法不仅可以获得稠密的、高精度的深度图,而且适合带有颜色物体和动态场景的深度测量。同时,本文提出了一种彩色序列混合编码的结构光模板,为了获取稠密的、高精度的深度数据。将带有相位信息的离散点嵌入彩色De Bruijn序列条带中,利用彩色De Bruijn序列解决相位缠绕问题。其... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 深度获取方法概述
        1.2.1 被动式测量方法
        1.2.2 主动式测量方法
    1.3 本章主要内容
第二章 基于结构光法深度获取原理
    2.1 结构光法系统组成
        2.1.1 摄像机数学模型
        2.1.2 系统数学模型
    2.2 结构光法分类
        2.2.1 时间编码
        2.2.2 空间编码
        2.2.3 直接编码
    2.3 三角测距原理
    2.4 结构光深度误差分析
    2.5 本章小结
第三章 彩色散斑编码的结构光深度获取
    3.1 总体流程
    3.2 彩色散斑复合模板设计
        3.2.1 散斑模板设计
        3.2.2 基于颜色信息的De Bruijn编码
    3.3 彩色散斑的立体匹配
        3.3.1 相位展开
        3.3.2 相位匹配
    3.4 实验结果及分析
        3.4.1 仿真实验
        3.4.2 实际场景实验
    3.5 本章小结
第四章 彩色序列混合编码的结构光深度获取
    4.1 总体流程
    4.2 彩色序列复合模板设计
        4.2.1 彩色De Bruijn序列模板设计
        4.2.2 彩色序列混合编码结构光模板设计
    4.3 形态学操作
        4.3.1 膨胀
        4.3.2 腐蚀
        4.3.3 闭操作
        4.3.4 开操作
    4.4 基于彩色序列复合模板的立体匹配
        4.4.1 散斑信息获取
        4.4.2 截断相位获取
        4.4.3 De Bruijn序列解码
        4.4.4 相位展开及匹配
    4.5 实验结果及分析
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]从摄影测量到计算机视觉[J]. 龚健雅,季顺平.  武汉大学学报(信息科学版). 2017(11)
[2]单点激光三角法测距及其标定[J]. 李兰君,喻寿益.  仪表技术与传感器. 2003(10)
[3]从明暗恢复形状（SFS）的几类典型算法分析与评价[J]. 廖熠,赵荣椿.  中国图象图形学报. 2001(10)
[4]双光源光切法三维轮廓测量的误差分析[J]. 陈伟民,王晓林,黄尚廉.  仪器仪表学报. 1996(02)

硕士论文
[1]快速中距离三维扫描仪设计和实现的研究[D]. 陈玉林.首都师范大学 2008
[2]三维激光扫描仪数据采集系统研制[D]. 赵庆阳.西安科技大学 2008



本文编号：3203644