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物体3D模型恢复中条纹图像的处理

作　者: 尹庆吉
导　师: 唐立新
学　校: 华中科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 条纹模板偏色校正条纹中心提取条纹编码
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 85次
引　用: 2次
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内容摘要

基于光学非接触式测来能够的物体3D模型恢复技术是光学、图像与视觉检测的一个重要分支,该技术广泛应用于反求工程、CAD/CAM设计、模具设计、医疗诊断、在线检测、个性化制造等领域。面结构光投影法能快速、准确地获取三维物体的模型信息,而且测量过程完全非接触、测量速度快,测量数据空间分辨率高和系统成本低,是目前光学非接触式测量的研究热点。条纹图像处理是其关键技术之一。本文对现有的条纹图像处理技术进行了比较分析,对投影条纹的模式及相应的条纹图像处理进行了深入的研究探讨。本文研究了三基色条纹模板下条纹图像处理及条纹编码方法。三基色条纹模板利用颜色信息提高了光学三维测量的抗干扰能力,有利于条纹断裂处中心线对应条纹的寻找。提出了在该模板下的条纹图像处理算法中无需任何偏色图像先验信息或理想假设条件的图像偏色调整方法;改进了条件细化算法;研究了基于搜索线的条纹自动编码算法。实验表明得到的条纹中心线单像素程度高、居中性好、无扭曲变形、断点少;条纹自动编码结果正确,无漏编、错编现象,处理结果达到工程实际应用的要求。本文研究了灰度正弦变化条纹模板下条纹图像处理及条纹编码方法。在灰度正弦变化条纹模板中以彩色中央条纹为标志条纹,确立条纹编码基准。利用旋滤波对条纹图像进行预处理,运用二维导数符号二值图法提取条纹中心线,并将所提取的亮条纹中心线与暗条纹中心线赋予不同颜色,以便后续处理中利用色彩的相间规律对条纹进行编码。本文在分析三基色条纹模板和灰度正弦变化条纹模板各自特点的基础上,研究了三基色灰度正弦变化条纹投射模式及其条纹图像处理方法。最后,对三种条纹模板下条纹图像处理及条纹编码的实验结果进行了对比分析,总结了三种条纹模板各自的优缺点和适用范围。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
1 绪论  10-17
  1.1 课题来源  10
  1.2 课题的意义和目的  10-11
  1.3 物体3D 模型恢复技术的国内外研究现状  11-16
  1.4 本文研究内容  16-17
2 基于结构光的物体3D 模型恢复原理及其实现方法  17-28
  2.1 结构光法物体3D 模型恢复技术的一般原理  17-21
    2.1.1 单点结构光法原理  17
    2.1.2 光刀法基本原理  17-19
    2.1.3 条纹投影结构光法的基本原理  19-21
  2.2 条纹模板的分析  21-26
    2.2.1 条纹模板  22-24
    2.2.2 条纹投影法的投影角确立  24-26
  2.3 基于条纹投射的结构光测量的具体实现方法  26-27
  2.4 小结  27-28
3 三基色条纹图像的处理  28-45
  3.1 三基色条纹模板  28
  3.2 三基色条纹图像处理  28-29
  3.3 三基色条纹图像的预处理  29-35
    3.3.1 条纹图像颜色的校正  29-32
    3.3.2 条纹图像颜色的纯化  32-33
    3.3.3 纯化后图像的滤波  33-35
  3.4 三基色条纹图像条纹中心提取  35-40
    3.4.1 经典二值细化算法  36-38
    3.4.2 本文采用的细化算法及其改进  38-40
  3.5 条纹中心线的修整及滤波  40-41
  3.6 三基色条纹的编码  41-44
  3.7 小结  44-45
4 灰度正弦变化条纹图像的处理  45-55
  4.1 灰度正弦变化条纹模板  45
  4.2 灰度正弦变化条纹模板下条纹图像的处理  45-46
  4.3 基于旋滤波的条纹图像预处理  46-50
    4.3.1 旋滤波的基本原理  47-49
    4.3.2 双臂旋滤波实验  49-50
  4.4 基于二维导数符号的二值图的条纹中心提取  50-53
  4.5 条纹编码  53-54
  4.6 小结  54-55
5 三基色灰度正弦变化条纹图像的处理  55-60
  5.1 三基色灰度正弦变化条纹模板  55-56
  5.2 三基色灰度正弦变化条纹图像的处理流程  56-59
  5.3 小结  59-60
6 三种条纹模板下图像处理的对比实验与分析  60-68
  6.1 三种条纹图像处理的对比实验  60-66
    6.1.1 实验装置  60
    6.1.2 三种条纹图像处理的对比实验  60-66
  6.2 实验结果的分析  66-67
  6.3 小结  67-68
7 结论与展望  68-70
  7.1 结论  68
  7.2 展望  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-74
附录攻读学位期间发表论文目录  74

物体3D模型恢复中条纹图像的处理

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