论文部分内容阅读
为了实现动态场景的高精度、高分辨率、高鲁棒性的实时深度测量,本文首先提出了一种图像抖动的双色离散编码结构光深度获取方法。该方法首先在传统的单帧余弦模板中,嵌入由两种颜色表示的De Bruijn序列,形成双色相位编码模板,以实现对截断相位的快速解缠绕,并扩大了深度的测量范围。由于大部分投影仪存在非线性问题,本文利用图像抖动技术,对上述双色相位编码模板的RGB通道分别进行二值量化,使得传统的24位图像转换为3位图像,形成双色离散编码模板,有效降低了投影仪的非线性问题对测量结果的影响。当实际测量时,将物体放置在远离投影仪焦距平面的位置使投射图像模糊,以抑制模板中的高频分量,从而获得较为理想的余弦图像。实验结果表明该方法能够有效测量复杂物体表面的深度,并且获得了高精度、高分辨率的深度数据。针对传统的单帧离散结构光其像素码值特征极易受到被测物体表面纹理的干扰造成解码错误的问题,本文提出一种离散网格编码的单帧二值结构光模板可以改善上述问题。该模板是在无编码的网格模板中嵌入由短斜线表示的De Bruijn序列,结合外极线实现网格线的唯一匹配。该模板具有以下四个特点:(1)该模板仅使用两个灰度值,有利于降低物体表面纹理信息对特征提取的干扰,提高测量的鲁棒性;(2)使用伪二维De Bruijn序列的编码方式,缩小了匹配窗口的大小,有利于测量跳变表面的深度数据;(3)使用短斜线作为特征区分编码码元,极大简化了特征提取的步骤,使得解码变的更加容易;(4)对网格点进行编码,具有快速定位的特点。为了提高测量精度,本文对线条采取由粗到细的提取操作,并利用二次函数和能量优化函数获得线条的亚像素坐标位置。实验结果表明,本方法获得了比Kinect和ToF深度相机更佳的测量表现。