专利名称：彩色结构光三维测量中的彩色响应标定方法
技术领域：
本发明属于三维信息重构的技术领域，是一种在彩色结构光三维测量系统中，通过标定R、G、B颜色通道的响应曲线，来提高彩色结构光三维测量的精度的技术。
背景技术：
三维轮廓检测及其重构技术是计算机图像处理技术的一个分支，是计算机视觉和计算机图形图像处理相结合的一个研究方向，它在生产自动化、机器人视觉、CAD、虚拟现实和医学映像诊断等领域都有着广泛的应用前景。由于光栅投影法具有检测过程完全非接触、数据空间分辨率高、一次性瞬间投影直接实现三维空间物体形状检测和获取三维信息等特点，同时，由于彩色图像比黑白图像携带更丰富的信息，近年来，结构光法中基于彩色光栅投影的三维测量技术得到了较大的发展。其测量方法是首先设计若干幅辅助光栅图像，包括彩色编码条纹和带有不同相移角度的几幅相移条纹图，这些辅助图像的设计要有利于采集图像后的彩色图像分割、解码和解相位的实现。然后将它们用投影仪依次投影到被测物体表面，形成因被测物体表面形状调制而畸变的光栅条纹，并用彩色CCD采集图像。对采集到的彩色编码条纹图进行彩色图像分割，识别各条纹的颜色和边界，从而以此为依据解码得到各条纹的位置编码，即相位周期数信息，彩色图像分割效果的好坏直接决定了解码的质量，因此设计适当的彩色图像分割算法至关重要，解码算法则对应于不同的彩色编码算法；对采集到的相移图解相位得到主值相位信息。基于相位主值和相位周期数进行相位展开，计算得出与采集到图像中每个像素唯一对应的绝对相位信息，进而得到被测物体的三维信息，实现三维重构。彩色光栅的优点是可利用条纹颜色记录更多的被测物体的相位信息，达到减少图像采集数量、提高相位法实时性的目。在光栅条纹图中，通过给待求相位场加上已知或未知的常相位，来得到新的条纹图，即增加求解条件。这种通过对条纹图相位场进行移相来增加若干常量相位而得到多幅条纹图用以求解相位场的方法，称为相移法。固然相移法采用多幅条纹图像解出相位，在相位求解的精度方面有突出的优势，但这种方法通常需要向被测物体投影多幅条纹图像，大大限制了测量动态性能的提高。在以相位法为基础的条纹图像处理方法中，基于傅里叶变换进行解相位通常仅需要一幅图像，很多学者将此与彩色编码光栅结合用于物体三维信息的提�。抟晌迪侄饬恳约笆凳毙阅艿母纳铺峁┑乃悸�。基于彩色光栅投影的三维测量技术涉及两大关键技术环节，即彩色编码光栅的设计和相位的求解。彩色编码条纹是一组指定颜色条纹的序列，其长度由测量范围要求而定，通常以整个序列周期的投射范围能完全覆盖被测物体为宜。任何彩色条纹编码都必须满足以下条件任意相邻两条纹颜色不同；且任意编码周期的颜色序列都不相同，即在解码时不会产生歧义而导致解码错误。在彩色编码条纹的设计中，为了使条纹颜色容易区分，通常选择颜色区分度大的纯色进行编码，对于红色R、绿色G、蓝色B三个分量，只选用0和255两种灰阶，这样三个分量可以构成八种纯色白色(255，255，255)、红色(255，0，0)，绿色(0,255,0)、蓝色(0，0，255)、黑色(0，0，0)、青色(0，255，255)、品色(255，0，255)、黄色(255,255, 0)；其中各颜色后面的括号内分别是红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)三个分量的灰度值。颜色的选取需要根据不同颜色的特点、被测物体的特点、彩色分割的难易程度等方面的考虑来完成。彩色编码的方法很多，其中格雷码属于可靠性编码，这种编码相邻的两个码组之间只有一位不同，是一种错误最小化的编码。Gray编码的主要优点是思路简洁明了，易于编程实现。对编码条纹解码的过程即是获取条纹周期信息的过程。条纹颜色用于记录相位周期信息，通过正确识别条纹的颜色及边界，然后对编码条纹正确解码后，便可得到相位周期信息从而实现相位展开。彩色图像分割的过程实则为还原图像中各像素颜色的过程。彩色图像分割有很多种经典的算法，包括基于颜色相似系数的分割方法、HSI颜色空间下的迭代阈值分割方法、基于区域的自适应阈值分割方法等。解相位主要通过两个步骤，即求包裹相位和相位周期展开。包裹相位的求解精度较好的方法就是经典的相移法，现今，由于测量动态性能要求的日益突显，在物体表面不存在较大高度不连续的情况下，利用基于傅里叶变化的方法解包裹相位也成为一个较好的选择。在求解包裹相位的过程中，正弦性的好坏直接影响到求解结果的准确与否。由于投影仪和摄像机之间的响应关系具有较强烈的非线性，因此正弦光栅在经过投影仪投射和摄像机采集之后会有非线性的畸变，如何校正这种非线性畸变也是结构光三维测量领域的关键技术，目前较常用的是伽玛校正技术，通过逐幅投影不同亮度的图像得到对应的响应，然后求得伽玛值，通过对原始图像乘以伽玛系数来进行校正。此外，在相位展开技术上，除传统的灰阶码法中利用7幅逐步二分的黑白条纹图加以确定相位的周期信息，还有基于边缘跳变检测、基于质量图指导等方法，此类算法一般是利用了图像的灰度信息，并且算法实现较复杂；而利用彩色编码携带的颜色信息加以确定相位周期，不但减少了采集图像的数量，算法复杂程度低，在不影响精度的前提下，能很好的改善测量的动态性能，因此基于彩色编码光栅投影的三维测量方法的应用日趋广泛。综上所述，在基于彩色光栅投影的三维测量方法中，随着精度和速度要求的日益提高，测量对象其特性日益复杂，测量流程中彩色光栅的设计，彩色图像分割，相位误差的消除和相位求解等都需要继续深入的研究，以期提高结构光三维测量的精度和速度，扩大三维测量的适用范围。
发明内容
针对现有彩色结构光三维测量技术中尚存的不足和限制，本发明旨在提供一种通过快速彩色响应标定来降低投影仪与摄像机之间响应关系的非线性的彩色结构光三维测量中的彩色响应标定方法，以减少彩色结构光三维测量中的相位误差，提高测量精度。本发明采用如下技术方案1. 一种彩色结构光三维测量中的快速彩色响应标定方法，其特征在于，具体操作步骤如下步骤1 设计辅助标定图像步骤1. 1 生成一幅图像，将位于图像中心的矩形区域设为标定区，步骤1. 2 将标定区分成六个大小相同的条形的子标定区，依次记作Sl、s2, s3、s4.S5、 S6'步骤1. 3 设立定位框，所述定位框由与标定区的边界像素相邻的像素构成，并将构成定位框的像素的R、G、B通道值均赋为255，将位于定位框以外的像素的R、G、B通道值均赋为0，将子标定区S1的R通道值设为从0均勻变化到255，G通道和B通道设为0 ；将子标定区S2的G通道值设为从0均勻变化到255，R通道和B通道设为0 ；将子标定区S3的B 通道值设为从0均勻变化到255，G通道和R通道设为0 ；将子标定区S4的R通道值设为从 255均勻变化到0，G通道和B通道设为0 ；将子标定区S5的G通道值设为从255均勻变化到0，R通道和B通道设为0 ；将子标定区S6的B通道值设为从255均勻变化到0，G通道和 R通道设为0，得到辅助标定图像，步骤2 通过计算机和投影仪将辅助标定图像投影到白色平板上，并用摄像机取回实际响应图像，步骤3 对实际响应图像进行处理，确定子标定映射区步骤3. 1 对实际响应图像进行阈值分割，得到对应于辅助标定图像中定位框的实际响应图像的映射定位框，根据映射定位框来确定实际响应图像的标定映射区，步骤3. 2 将标定映射区的图像转换到色度_纯度_明度颜色空间，即HSV颜色空间，将纯度即S通道与明度即V通道均赋值为255，再转换回RGB颜色空间，对R、G、B三通道分别进行阈值分割，得到标定映射区中的六个子标定映射区，这六个子标定映射区与辅助标定图像中的子标定区一一对应，依次记作S' !>8' 2、s' 3、s' 4、s' 5、s' 6，步骤4:计算标定函数，步骤4. 1 在子标定映射区s' ！中任取一行像素，并建立数列ClmRi,将该行像素的 R通道值，沿像素R通道值递增的方向依次逐个置于数列ClmRi中，在子标定映射区s' 4中任取一行像素，并建立数列ClnRi,将该行像素的R通道值，沿像素R通道值递增的方向依次逐个置于数列ClnRi中，建立数列ClRi，数列ClRi的每个元素都是数列(ImRi和数列(InRi相应位置元素的平均值，上述所有数列中，下标i均指数列的第i个元素，在子标定映射区s' 2中任取一行像素，并建立数列ClmGi,将该行像素的G通道值， 沿像素G通道值递增的方向依次逐个置于数列ClmGi中，在子标定映射区s' 5中任取一行像素，并建立数列ClnGi,将该行像素的G通道值，沿像素G通道值递增的方向依次逐个置于数列ClnGi中，建立数列ClGi，数列ClGi的每个元素都是数列(InGi和数列(ImGi相应位置元素的平均值，上述所有数列中，下标i均指数列的第i个元素，在子标定映射区s ‘ 3中任取一行像素，并建立数列ClmBi,将该行像素的B通道值， 沿像素B通道值递增的方向依次逐个置于数列ClmBi中，在子标定映射区s' 6中任取一行像素，并建立数列ClnBi,将该行像素的B通道值，沿像素B通道值递增的方向依次逐个置于数列ClnBi中，建立数列ClBi，数列ClBi的每个元素都是数列(InBi和数列(ImBi相应位置元素的平均值，上述所有数列中，下标i均指数列的第i个元素，步骤4. 2 建立数列f (ClRi)，所述数列的元素个数与数列ClRi相同，且第一个元素值为0，而后的元素值依次等差递增，递增的大小须保证最后一个元素的值为255，以数列ClRi 作为自变量，数列MdRi)作为因变量，其中下标i指数列的第i个元素，采用最小二乘法拟合出一个二次函数f r (xr) = arxr2+brxr+cr (1)
其中χ,是函数的自变量，是函数的因变量，a,、b,、c,是该二次函数的三个参数，建立数列f (ClGi)，所述数列的元素个数与数列ClGi相同，且第一个元素值为0，而后的元素值依次等差递增，递增的大小须保证最后一个元素的值为255，以数列ClGi作为自变量，数列MdGi)作为因变量，其中下标i指数列的第i个元素，采用最小二乘法拟合出一个二次函数fg(xg) = agxg2+bgxg+cg (2)其中Xg是函数的自变量，fg (Xg)是函数的因变量， 、\、 是该二次函数的三个参数， 建立数列f (ClBi)，所述数列的元素个数与数列ClBi相同，且第一个元素值为0，而后的元素值依次等差递增，递增的大小须保证最后一个元素的值为255，以数列ClBi作为自变量，数列MdBi)作为因变量，其中下标i指数列的第i个元素，采用最小二乘法拟合出一个二次函数fb (xb) = abxb2+bbxb+cb (3)其中Xb是函数的自变量，fb (Xb)是函数的因变量，ab、bb、cb是该二次函数的三个参数，步骤4. 3 根据步骤4. 2得到的三个二次函数，建立R、G、B三通道的响应函数
r =arr2 +brr + cr,0<r <255= g^2+^ + cg,0<^<255(4) b = abb2 +bhb + ch,0<b<255其中，r，g，b分别为原始彩色图像的R、G、B通道值，r'、g'、b'分别为用响应函数处理后彩色图像的R、G、B通道值，步骤5 根据R、G、B三通道的响应函数完成彩色标定步骤5. 1 进行彩色结构光三维测量，将用于测量的彩色光栅投射到被测物体表面，并用摄像机取回被物体表面高度调制的彩色光栅变形图，步骤5. 2 对彩色光栅变形图进行彩色标定，逐个取出彩色光栅变形图的像素，将像素的R、G、B通道值分别作为r，g，b代入到R、G、B三通道的响应函数式(4)中，保存计算得到的r'、g'、b'的值分别作为该像素的新R、G、B通道值，如此处理完所有像素即完成了彩色标定。与现有技术相比，本发明的优点在于采用一幅辅助标定图像就能快速完成对R、G、B三个通道的响应标定，具有很高的简便性。现有的响应标定方法，通常通过对R、G、B三个通道依次进行标定，并且要投影多幅图像来拟合响应曲线或计算伽玛值，耗时较长，因而往往在一次标定之后一直沿用该标定数据，随着测量环境的变化，该标定数据将越来越不准确。本发明的方法具有简便快速的特性，可以在每次测量之前都进行一次快速的标定，从而保证该次测量的精确性。另外，现有的标定方法往往针对图像上一个特定的点，通过投影多幅不同亮度的图像，在时域上进行标定，以该点响应拟合出的响应曲线作为整幅图像的响应曲线。由于投影仪具有点光源的特性，在投影出的图像平面上越靠近边缘的地方越暗。因此，传统的标定方法得到的标定曲线会因为选取的特定点的位置而有不同。本发明直接在空间域上进行标定，通过两组明暗相反变化的数据叠加来减少点光源特性的影响，0到255之间每个设定灰度值的响应都有4个以上的像素点来表征，减少了可能出现的随机误差，提高了标定精度。
图1是本发明提出的彩色响应标定方法流程图。图2是本发明设计的辅助标定图像。图3是彩色结构光三维测量中的三色相移方法测量图像。图4是彩色结构光三维测量中的三色相移方法测量图像解出的包裹相位。图5是经本发明方法标定之后的三色相移方法测量图像。图6是经本发明方法标定之后的三色相移方法测量图像解出的包裹相位。图7从两幅包裹相位图中取出一行的部分进行对比的结果图，其中虚线为图4中取出，实线为图6中取出。
具体实施例方式下面结合附图示对本发明的具体实施方式
作进一步描述。根据上述方法，在 Windows操作系统中通过VC6. 0平台用C++编程语言实现辅助标定图像的设计和完成彩色响应标定流程。我们选取彩色结构光三维测量中的三色相移法来测量白色平板，以此作为实例，基于本发明提出的方法对三色相移法进行彩色响应标定，并与未经标定的测量结果进行对比。具体步骤如下步骤1 设计辅助标定图像步骤11 在VC6.0平台上生成一幅1024*768像素大小的图像，以最左下角的像素点为原点，设往右的方向为X轴，往上的方向为y轴。将该图像的中心处满足256 < X < 767 且233 < y < 534的共计510*300像素大小的部分区域设为标定区，步骤1.2 将标定区分成六个大小相同的子标定区，每个子标定区的大小均为 510*50像素，依次记作 Si、S2 Λ S^ > S4、Sg > Sg J步骤1. 3 将标定区以外的像素其R、G、B通道值均赋为0，设立定位框，即满足 255 < χ < 768 且 y = 232 或 535，和 232 < y < 535 且 χ = 255 或 768 的所有像素，其 R、 G、B通道值均赋为255，各子标定区中像素点(x，y)的RGB通道值仅与χ坐标有关，子标定区 S1中χ = 256时，R通道值设为0，χ每增加2，R通道值增加1，一直到χ = 767和χ = 768 时R通道值恰好为255，而G通道和B通道始终设为0 ；子标定区S2中χ = 256时，G通道值设为0，χ每增加2，G通道值增加1，一直到χ = 767和χ = 768时G通道值恰好为255， 而R通道和B通道始终设为0 ；子标定区S3中χ = 256时，B通道值设为0，χ每增加2，B 通道值增加1，一直到χ = 767和χ = 768时B通道值恰好为255，而R通道和G通道始终设为0 ；子标定区S4中χ = 256时，R通道值设为255，χ每增加2，R通道值减少1，一直到 χ = 767和χ = 768时R通道值恰好为0，而B通道和G通道始终设为0 ；子标定区S5中χ =256时，G通道值设为255，χ每增加2，G通道值减少1，一直到χ = 767和χ = 768时G 通道值恰好为0，而B通道和R通道始终设为0 ；子标定区S6中χ = 256时，B通道值设为 255，χ每增加2，B通道值减少1，一直到χ = 767和χ = 768时B通道值恰好为0，而G通道和R通道始终设为0 ；据此得到辅助标定图像，如附图2所示。
步骤2 通过计算机和投影仪将辅助标定图像投影到白色平板上，并用摄像机取回实际响应图像，步骤3 对实际响应图像进行处理，建立R、G、B通道的拟合实际响应函数步骤3. 1 对实际响应图像进行阈值分害I]，得到R、G、B通道均为255的，对应于辅助标定图像中定位框的实际响应图像的映射定位框，根据映射定位框来确定实际响应图像的标定映射区，步骤3. 2 将标定映射区的图像转换到色度_纯度_明度颜色空间，即HSV颜色空间，将纯度即S通道与明度即V通道均赋值为255，再转换回红绿蓝颜色空间即RGB颜色空间，对R、G、B三通道分别进行阈值分割，得到标定映射区中的六个子标定映射区，这六个子标定映射区与辅助标定图像中的子标定区一一对应，依次记作s' s' 2、s' 3> s' 4、
S 5、 S 6'步骤4:计算标定函数，步骤4. 1 在子标定映射区s' ！中任取一行像素，并建立数列ClmRi,将该行像素的 R通道值，沿像素R通道值递增的方向依次逐个置于数列ClmRi中，即找到该行像素R通道值较小的一端，将该端的第一个像素的R通道值作为ClmR1，第二个像素作为ClmR2，直到到达最后一个像素，即较大一端的第一个像素。在子标定映射区s' 4中任取一行像素，并建立数列ClnRi,将该行像素的R通道值，沿像素R通道值递增的方向依次逐个置于数列ClnRi中， 即找到该行像素R通道值较小的一端，将该端的第一个像素的R通道值作为ClnR1,第二个像素作为ClnR2，直到到达最后一个像素，即较大一端的第一个像素。建立数列ClRi,数列ClRi 的每个元素都是数列ClmRi和数列ClnRi相应位置元素的平均值，即(IR1 = CtaRjdnR1, dR2 = dmR2+dnR2, (IRi = (ImRjdnRi,在子标定映射区s' 2中任取一行像素，并建立数列ClmGi,将该行像素的G通道值， 沿像素G通道值递增的方向依次逐个置于数列dm Gi中，即找到该行像素G通道值较小的一端，将该端的第一个像素的G通道值作为ClmG1，第二个像素作为dmG2，直到到达最后一个像素，即较大一端的第一个像素。在子标定映射区s' 5中任取一行像素，并建立数列ClnGi,将该行像素的G通道值，沿像素G通道值递增的方向依次逐个置于数列ClnGi中，即找到该行像素G通道值较小的一端，将该端的第一个像素的G通道值作为ClnG1，第二个像素作为dnG2， 直到到达最后一个像素，即较大一端的第一个像素。建立数列ClGi,数列ClGi的每个元素都是数列ClnGi和数列dm Gi相应位置元素的平均值，即(IG1 = CtaG^dnGpdG2 = CtaGjdnGydGi =ClmGi+(InGi,在子标定映射区s ‘ 3中任取一行像素，并建立数列ClmBi,将该行像素的B通道值， 沿像素B通道值递增的方向依次逐个置于数列ClmBi中，在子标定映射区s' 6中任取一行像素，即找到该行像素B通道值较小的一端，将该端的第一个像素的B通道值作为ClmB1，第二个像素作为ClmB2，直到到达最后一个像素，即较大一端的第一个像素。并建立数列ClnBi,将该行像素的B通道值，沿像素B通道值递增的方向依次逐个置于数列ClnBi中，即找到该行像素B通道值较小的一端，将该端的第一个像素的B通道值作为ClnB1，第二个像素作为dnB2， 直到到达最后一个像素，即较大一端的第一个像素。建立数列ClBi,数列ClBi的每个元素都是数列ClnBi和数列ClmBi相应位置元素的平均值，即(IB1 = (ImBjdnB1, dB2 = dmB2+dnB2, (IBi =dmBi+dnBi,
建立数列f (dR,)，所述数列的元素个数与数列ClRi相同，且第一个元素值为0，而后 的元素值依次等差递增，递增的大小须保证最后一个元素的值为255，以数列C^i作为自变 量，数列MdRi)作为因变量，采用最小二乘法拟合二次函数
权利要求
1. 一种彩色结构光三维测量中的快速彩色响应标定方法，其特征在于，具体操作步骤如下步骤1 设计辅助标定图像步骤1.1 生成一幅图像，将位于图像中心的矩形区域设为标定区， 步骤1.2 将标定区分成六个大小相同的条形的子标定区，依次记作S1、S2、S3、S4、S5、S6， 步骤1. 3 设立定位框，所述定位框由与标定区的边界像素相邻的像素构成，并将构成定位框的像素的R、G、B通道值均赋为255，将位于定位框以外的像素的R、G、B通道值均赋为0，将子标定区S1的R通道值设为从0均勻变化到255，G通道和B通道设为0 ；将子标定区S2的G通道值设为从0均勻变化到255，R通道和B通道设为0 ；将子标定区S3的B通道值设为从0均勻变化到255，G通道和R通道设为0 ；将子标定区S4的R通道值设为从255 均勻变化到0，G通道和B通道设为0 ；将子标定区S5的G通道值设为从255均勻变化到0， R通道和B通道设为0 ；将子标定区S6的B通道值设为从255均勻变化到0，G通道和R通道设为0，得到辅助标定图像，步骤2 通过计算机和投影仪将辅助标定图像投影到白色平板上，并用摄像机取回实际响应图像，步骤3 对实际响应图像进行处理，确定子标定映射区步骤3. 1 对实际响应图像进行阈值分割，得到对应于辅助标定图像中定位框的实际响应图像的映射定位框，根据映射定位框来确定实际响应图像的标定映射区，步骤3. 2 将标定映射区的图像转换到色度-纯度-明度颜色空间，即HSV颜色空间， 将纯度即S通道与明度即V通道均赋值为255，再转换回RGB颜色空间，对R、G、B三通道分别进行阈值分割，得到标定映射区中的六个子标定映射区，这六个子标定映射区与辅助标定图像中的子标定区一一对应，依次记作S' !>8' 2、s' 3、s' 4、s' 5、s' 6， 步骤4:计算标定函数，步骤4. 1 在子标定映射区s' ！中任取一行像素，并建立数列ClmRi,将该行像素的R通道值，沿像素R通道值递增的方向依次逐个置于数列ClmRi中，在子标定映射区s' 4中任取一行像素，并建立数列ClnRi,将该行像素的R通道值，沿像素R通道值递增的方向依次逐个置于数列ClnRi中，建立数列ClRi，数列ClRi的每个元素都是数列(ImRi和数列(InRi相应位置元素的平均值，上述所有数列中，下标i均指数列的第i个元素，在子标定映射区s' 2中任取一行像素，并建立数列ClmGi,将该行像素的G通道值，沿像素G通道值递增的方向依次逐个置于数列dm Gi中，在子标定映射区s' 5中任取一行像素，并建立数列ClnGi,将该行像素的G通道值，沿像素G通道值递增的方向依次逐个置于数列ClnGi中，建立数列ClGi，数列ClGi的每个元素都是数列(InGi和数列(ImGi相应位置元素的平均值，上述所有数列中，下标i均指数列的第i个元素，在子标定映射区s ‘ 3中任取一行像素，并建立数列ClmBi,将该行像素的B通道值，沿像素B通道值递增的方向依次逐个置于数列ClmBi中，在子标定映射区s' 6中任取一行像素， 并建立数列ClnBi,将该行像素的B通道值，沿像素B通道值递增的方向依次逐个置于数列 ClnBi中，建立数列ClBi,数列ClBi的每个元素都是数列(InBi和数列(ImBi相应位置元素的平均值，上述所有数列中，下标i均指数列的第i个元素，步骤4. 2 建立数列f (ClRi)，所述数列的元素个数与数列ClRi相同，且第一个元素值为0，而后的元素值依次等差递增，递增的大小须保证最后一个元素的值为255，以数列ClRi作为自变量，数列MdRi)作为因变量，其中下标i指数列的第i个元素，采用最小二乘法拟合出一个二次函数fr (Xr) —3-rXr +brXr +Cr (1)其中\是函数的自变量，fr (Xr)是函数的因变量，ar, br, cr是该二次函数的三个参数， 建立数列MdGi)，所述数列的元素个数与数列ClGi相同，且第一个元素值为0，而后的元素值依次等差递增，递增的大小须保证最后一个元素的值为255，以数列(1&作为自变量，数列MdGi)作为因变量，其中下标i指数列的第i个元素，采用最小二乘法拟合出一个二次函数f g (xg) = agxg2+bgxg+cg (2)其中xg是函数的自变量，fg(xg)是函数的因变量，ag、bg、cg是该二次函数的三个参数， 建立数列MdBi)，所述数列的元素个数与数列ClBi相同，且第一个元素值为0，而后的元素值依次等差递增，递增的大小须保证最后一个元素的值为255，以数列0^作为自变量，数列MdBi)作为因变量，其中下标i指数列的第i个元素，采用最小二乘法拟合出一个二次函数fb (xb) = abxb2+bbxb+cb (3)其中xb是函数的自变量，fb(xb)是函数的因变量，ab、bb、cb是该二次函数的三个参数， 步骤4. 3 根据步骤4. 2得到的三个二次函数，建立R、G、B三通道的响应函数r =arr2 +brr + cr,0<r <255 < g = agg2+bgg+ cg,0<g <255(4)b = abb2 +bhb + ch,0<b<255其中，r，g，b分别为原始彩色图像的R、G、B通道值，r'、g'、b'分别为用响应函数处理后彩色图像的R、G、B通道值，步骤5 根据R、G、B三通道的响应函数完成彩色标定步骤5. 1 进行彩色结构光三维测量，将用于测量的彩色光栅投射到被测物体表面，并用摄像机取回被物体表面高度调制的彩色光栅变形图，步骤5.2 对彩色光栅变形图进行彩色标定，逐个取出彩色光栅变形图的像素，将像素的R、G、B通道值分别作为r，g，b代入到R、G、B三通道的响应函数式(4)中，保存计算得到的r'、g'、b'的值分别作为该像素的新R、G、B通道值，如此处理完所有像素即完成了彩色标定。
全文摘要
一种彩色结构光三维测量系统中的彩色响应标定方法，设计一幅包含六个子标定区的辅助标定图像，六个子标定区包括三种基本纯色，每种纯色有两种亮度变化趋势，将辅助标定图像投向白色平板，对采集到的响应图像进行彩色分割得到六个子标定映射区，将每种基本纯色的两个子标定映射区按相同变化趋势的方向进行平均运算，以该结果为自变量，理想响应曲线为因变量进行二阶多项式拟合，得到彩色响应标定的响应函数，最后根据响应函数对彩色结构光三维测量中得到的测量彩色图像进行标定。
文档编号G01B11/25GK102519395SQ20111038313
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者胡路遥, 达飞鹏 申请人:东南大学
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