條紋投射技術中的圖像分析與處理.pdf

1、條紋投射技術作為一種常用的光學三維測量方法，以其高精度、高效率、非接觸和全場方式等優(yōu)點，在工業(yè)及民用領域的許多方面等得到了廣泛的使用。本文針對條紋投射技術中的相位求解算法及其在噪聲條件下的性能等內(nèi)容，進行了較為深入的研究。主要內(nèi)容如下： 1、隨機噪聲對相移算法影響的統(tǒng)計研究條紋圖像中的噪聲是影響相位求解精度的主要因素之一。實踐表明，不同相移算法對隨機噪聲的抑制能力有很大的不同。但現(xiàn)有研究中，對于噪聲如何影響相移算法的性能尚缺少定

2、量的分析。本文首先對條紋投射技術中求解相位所常用到的算法進行了必要的概述，然后針對隨機噪聲對最小二乘算法的影響進行了統(tǒng)計研究，推導了相位誤差的數(shù)學統(tǒng)計量(即數(shù)學期望和方差)的解析表達式，并利用計算機對其進行了數(shù)值模擬，驗證了所得結(jié)論的正確性。 2、條紋圖像非正弦性的校正在條紋投射技術中，數(shù)字投影機可被用作結(jié)構光源。利用數(shù)字投影機可實現(xiàn)無誤差相移，可變節(jié)距條紋。但數(shù)字投影機固有的非線性性質(zhì)會導致條紋圖像的非正弦性，從而影響相位測量

3、精度。本文利用將條紋圖像的累計直方圖與標準正弦信號累計直方圖進行匹配的方法，并通過一個迭代操作可求得該非線性關系，并以較高精度求得了物體的相位，從而實現(xiàn)條紋圖像非正弦性的校正。 3、快速迭代最小二乘相移算法在相移條紋投射技術中，相移誤差是影響測量精度的主要因素。迭代最小二乘相移算法將相移量作為未知數(shù)與相位一起求解，從而可消除相移誤差。但現(xiàn)有迭代相移算法存在收斂較慢，耗時較多的缺點。為此，本文提出了一種高效的迭代最小二乘相移算法，