CN107014313B - 基于s变换脊值的加权最小二乘相位展开的方法及系统 - Google Patents

基于s变换脊值的加权最小二乘相位展开的方法及系统 Download PDF

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CN107014313B CN201710342954.4A CN201710342954A CN107014313B CN 107014313 B CN107014313 B CN 107014313B CN 201710342954 A CN201710342954 A CN 201710342954A CN 107014313 B CN107014313 B CN 107014313B
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Abstract

本发明公开了一种基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开的方法，包括以下步骤：向被测物体投射正弦条纹，采集由于所述被测物体的高度而发生变形的条纹图；通过基于滤波的S变换轮廓术得出分布在‑π到+π的包裹相位图和表示包裹相位质量的S变换脊值；将所述S变换脊值作为加权最小二乘法相位展开的权重值，并用预条件共轭梯度法将包裹相位展开得出绝对相位。本发明还提供一种基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开的系统，包括：投影仪，相机和微处理器。本发明具有相位展开速度快，抗噪性强，求解精度高的优点，可广泛应用于条纹投影三维成像领域。

Description

基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开的方法及系统
技术领域
本发明涉及三维数字成像和光学三维重建领域，具体为基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开的方法及系统。
背景技术
基于光学投影的主动光学三维测量，通过对采集到的变形条纹进行相位解调，就可以获得物理量。近年来，S变换开始应用与基于条纹投影的三维测量。
经S变换计算出的相位会介于[-π,π]之间，快速进行相位展开、得到准确的绝对相位是S变换轮廓术非常重要。实际相位展开过程中，由于物体的起伏，阴影和噪声的影响，使得相位展开较为困难，会出现拉线等现象。基于最小范数全局展开计算时不需要遍历整个相位矩阵，通过对整个矩阵的计算就可以进行相位展开，由于是对整个矩阵进行计算，所以一些阴影和噪声会影响展开结果，则需要对每个相位的质量进行评价，由于其工作量很大，速度慢且精度不高，因此该技术有必要进行改进。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种精度高和速度快的基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开的方法及系统。
本发明所采用的技术方案是：
本发明提供一种基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开的方法，包括以下步骤：
向被测物体投射正弦条纹，采集由于所述被测物体的高度而发生变形的条纹图g(x,y)；
通过基于滤波的S变换轮廓术得出分布在-π到+π的包裹相位图和表示包裹相位质量的S变换脊值；
将所述S变换脊值作为加权最小二乘法相位展开的权重值，并用预条件共轭梯度法将包裹相位展开得出绝对相位；
其中所述S变换脊值作为加权最小二乘法相位展开的权重值具体为：变形条纹图中每一行的S变换矩阵中每一列中绝对值的最大值的作为S变换脊值；
将S变换脊值作为求绝对相位φ(x,y)的相邻相位差和包裹相位的相邻相位差
Figure GDA0002248259860000021
的最小二范数意义上解的权重值；
用预条件共轭梯度法将包裹相位展开具体为：将离散余弦的相位展开的结果作为初值，并沿着一系列共轭方向作迭代，得到目标函数的极小值点，以得到绝对相位。
作为该技术方案的改进，所述步骤还包括：对获得的变形的条纹图的每一行进行S变换，得到每一行的S变换矩阵，所述S变换定义为：
Figure GDA0002248259860000022
其中，f为频率；yk为正整数；g(τ,yk)表示灰度条纹图的第k行，w(b-τ,f)表示中心位于τ＝b处且标准差为1/f的高斯窗函数。
作为该技术方案的改进，所述步骤还包括：根据预设的滤波窗函数，对变形条纹图g(x,y)每一行的S变换矩阵进行滤波，得到每一行的基频分量
Figure GDA0002248259860000031
作为该技术方案的改进，所述步骤还包括：将条纹图每一行的局部基频分量沿空间b作积分
Figure GDA0002248259860000032
得到每一行的滤波后的傅里叶变换G(f)。
进一步地，所述步骤还包括：对变形条纹图每一行滤波后的傅里叶变换G(f)做傅里叶逆变换，得到变形条纹图的基频复信号取基频复信号的相位角，得到变形条纹图的包裹相位
Figure GDA0002248259860000034
所述包裹相位表达式为
Figure GDA0002248259860000035
进一步地，对于变形条纹图中每一行的S变换矩阵为二维矩阵时，所述S变换脊值表示所述变形条纹图中每一行的S变换矩阵的每一列中绝对值最大的值所组成的矩阵。
进一步地，所述加权最小二乘法相位展开包括求出变形条纹图的绝对相位相邻相位差和包裹相位相邻相位差之间差值平方的最小解，即求得所述变形条纹图的绝对相位。
进一步地，其还包括，
对于M×N的包裹相位图，所述变形条纹图的绝对相位相邻相位差和包裹相位相邻相位差之间差值平方可表示为：
Figure GDA0002248259860000036
其中
Figure GDA0002248259860000041
所述步骤将所述S变换脊值作为加权最小二乘法相位展开的权重值，其可表示为：
Figure GDA0002248259860000042
其中，q(x,y)表示为使得
Figure GDA0002248259860000043
和
Figure GDA0002248259860000044
的值在-π到π所加减2π的个数，
Figure GDA0002248259860000045
w(x,y)为权重值，则求得的绝对相位φ(x,y)使Jw取得最小值。另一方面，本发明还提供一种基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开的系统，包括：
投影仪，所述投影仪用于执行步骤向被测物体投射正弦条纹；相机，所述相机用于执行步骤采集由于所述被测物体的高度而发生变形的条纹图g(x,y)；
微处理器，所述微处理器用于执行步骤通过基于滤波的S变换轮廓术得出分布在-π到+π的包裹相位图和表示包裹相位质量的S变换脊值；
将所述S变换脊值作为加权最小二乘法相位展开的权重值，并用预条件共轭梯度法将包裹相位展开得出绝对相位；
其中所述S变换脊值作为加权最小二乘法相位展开的权重值具体为：变形条纹图中每一行的S变换矩阵中每一列中绝对值的最大值的作为S变换脊值；
将S变换脊值作为求绝对相位φ(x,y)的相邻相位差和包裹相位的相邻相位差
Figure GDA0002248259860000051
的最小二范数意义上解的权重值；
用预条件共轭梯度法将包裹相位展开具体为：将离散余弦的相位展开的结果作为初值，并沿着一系列共轭方向作迭代，得到目标函数的极小值点，以得到绝对相位。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开的方法及系统，通过投影得到变形条纹图，通过基于滤波的S变换轮廓术得出分布在-π到+π的包裹相位图和表示包裹相位质量的S变换脊值；将所述S变换脊值作为加权最小二乘法相位展开的权重值，并用预条件共轭梯度法将包裹相位展开得出绝对相位；本方案通过采用S变换脊值作为加权最小二乘法的相位展开的权重，有效地提高了相位展开的速度，并且可以减少变形条纹图中阴影和误差对结果的影响，精度高且速度快，本发明具有相位展开速度快，抗噪性强，求解精度高的优点。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是本发明第一实施例的方法流程图；
图2为本发明的第二实施例中被测物体的变形条纹图；
图3为本发明的第三实施例中从变形条纹图所获得的包裹相位图；
图4为本发明的实施例中采用本发明计算后的变形条纹图的展开相位与参考面之间的相位差示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供一种基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开的方法，包括以下步骤：
向被测物体投射正弦条纹，采集由于所述被测物体的高度而发生变形的条纹图g(x,y)；
通过基于滤波的S变换轮廓术得出分布在-π到+π的包裹相位图和表示包裹相位质量的S变换脊值；
将所述S变换脊值作为加权最小二乘法相位展开的权重值，并用预条件共轭梯度法将包裹相位展开得出绝对相位。
作为该技术方案的改进，所述步骤还包括：对获得的变形的条纹图的每一行进行S变换，得到每一行的S变换矩阵，所述S变换定义为：
Figure GDA0002248259860000061
其中，f为频率；yk为正整数；g(τ,yk)表示灰度条纹图的第k行，w(b-τ,f)表示中心位于τ＝b处且标准差为1/f的高斯窗函数。
作为该技术方案的改进，所述步骤还包括：根据预设的滤波窗函数，对变形条纹图g(x,y)每一行的S变换矩阵进行滤波，得到每一行的基频分量
Figure GDA0002248259860000062
作为该技术方案的改进，所述步骤还包括：将条纹图每一行的局部基频分量沿空间b作积分
Figure GDA0002248259860000071
得到每一行的滤波后的傅里叶变换G(f)。
进一步地，所述步骤还包括：对变形条纹图每一行滤波后的傅里叶变换G(f)做傅里叶逆变换，得到变形条纹图的基频复信号
Figure GDA0002248259860000072
取基频复信号的相位角，得到变形条纹图的包裹相位
Figure GDA0002248259860000073
所述包裹相位表达式为
Figure GDA0002248259860000074
进一步地，对于变形条纹图中每一行的S变换矩阵为二维矩阵时，所述S变换脊值表示所述变形条纹图中每一行的S变换矩阵的每一列中绝对值最大的值所组成的矩阵。
进一步地，所述加权最小二乘法相位展开包括求出变形条纹图的绝对相位相邻相位差和包裹相位相邻相位差之间差值平方的最小解，即求得所述变形条纹图的绝对相位。
进一步地，其还包括，
对于M×N的包裹相位图，所述变形条纹图的绝对相位相邻相位差和包裹相位相邻相位差之间差值平方可表示为：
其中
Figure GDA0002248259860000076
所述步骤将所述S变换脊值作为加权最小二乘法相位展开的权重值，其可表示为：
Figure GDA0002248259860000077
其中，q(x,y)表示为使得
Figure GDA0002248259860000081
和
Figure GDA0002248259860000082
的值在-π到π所加减2π的个数，w(x,y)为权重值，则求得的绝对相位φ(x,y)使Jw取得最小值。
另一方面，本发明还提供一种基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开的系统，包括：
投影仪，所述投影仪用于执行步骤向被测物体投射正弦条纹；相机，所述相机用于执行步骤采集由于所述被测物体的高度而发生变形的条纹图g(x,y)；
微处理器，所述微处理器用于执行步骤通过基于滤波的S变换轮廓术得出分布在-π到+π的包裹相位图和表示包裹相位质量的S变换脊值；
将所述S变换脊值作为加权最小二乘法相位展开的权重值，并用预条件共轭梯度法将包裹相位展开得出绝对相位。
作为一具体实施例：
使用投影仪向被测物体投射正弦条纹，通过相机同步采集投影到物体后发生变形的条纹图g(x,y)。
通过基于滤波的S变换轮廓术可以得出分布在-π到+π的包裹相位图和可以描述包裹相位质量的S变换脊值wi,j。
用S变换脊值作为加权最小二乘法相位展开的权重值，并用预条件共轭梯度法将包裹相位展开得出绝对相位。
进一步，对获得的变形的条纹图g(x,y)的每一行进行S变换，得到每一行的S变换矩阵，所述S变换定义为：
Figure GDA0002248259860000091
其中f为频率，yk＝1,2，……，ymax,g(x,yk)表示灰度条纹图的第k行，w(b-τ,f)表示中心位于τ＝b处且标准差为1/f的高斯窗函数。
根据预设的滤波窗函数，对变形条纹图g(x,y)每一行的S变换矩阵进行滤波，得到每一行的基频分量
将条纹图每一行的局部基频分量沿空间b作积分得到每一行的滤波后的傅里叶变换G(f).
对变形条纹图每一行滤波后的傅里叶变换G(f)做傅里叶逆变换，得到变形条纹图的基频复信号
Figure GDA0002248259860000094
取基频复信号的相位角，得到变形条纹图的包裹相位
Figure GDA0002248259860000095
表达式为：
Figure GDA0002248259860000096
所述的S变换脊值定义为：
变形条纹图中每一行的S变换矩阵
Figure GDA0002248259860000097
为二维矩阵，选取S变换矩阵的每一列中绝对值的最大值的作为S变换脊值。
其中，最小二乘法的基本思路为：求出绝对相位φ(x,y)的相邻相位差和包裹相位
Figure GDA0002248259860000098
的相邻相位差的最小二范数意义上解(差值平方的最小解)，即，对于M×N的包裹相位图，最小二范数的解必须使下面方程式中J取得最小值：
Figure GDA0002248259860000099
其中
所述步骤将所述S变换脊值作为加权最小二乘法相位展开的权重值，其可表示为：
Figure GDA0002248259860000101
其中
Figure GDA0002248259860000102
w(x,y)为权重值，则求得的绝对相位φ(x,y)使Jw取得最小值。
所述的预条件共轭梯度法，其步骤为：
A51.计算
m＝0,φ0＝0,其中
Figure GDA0002248259860000104
Figure GDA0002248259860000105
w(x,y)为S变换脊值。
A52.当rm≠0，根据离散余弦的相位展开方法求出当ρ(x,y)＝rm的相位值zm。
A53.m值加一赋予新的m；
A54.如果m＝1，则p1＝z0；
如果m>1，计算βm＝∑(rm-1,zm-1)/∑(rm-2,zm-2),pm＝zm-1+βmpm-1。
A55.计算
Figure GDA0002248259860000106
A56.如果m>mmax，则继续下一步；如果m≤mmax，返回步骤A52继续计算；
A57.最终φm则为绝对相位。
预条件共轭梯度法，将离散余弦的相位展开的结果作为初值，沿着一系列共轭方向作迭代，得到目标函数的极小值点，即得到绝对相位。
所述的离散余弦的相位展开方法，其步骤为：
A61.计算
Figure GDA0002248259860000111
其中
Figure GDA0002248259860000112
Figure GDA0002248259860000113
包裹相位。
A62.计算ρ(x,y)的离散余弦变换
Figure GDA0002248259860000114
得到Pi,j。
A63.计算
A64.计算Φi,j的逆离散余弦变换
Figure GDA0002248259860000116
得出绝对相位φ(x,y)。
参照图1，本发明提供的基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开方法，采用的测量系统包括微处理器、相机和投影仪，所述相机与微处理器连接。测量时，使用投影仪向被测物体表面调制而变形的条纹图，使用S变换轮廓术从变形条纹图得出-π到π之间的包裹相位图和S变换脊值，通过基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开方法就可以得到展开相位。
本发明的实现步骤如下：
1.将正弦条纹投影到物体上，由相机得到物体的变形条纹图g(x,y)，参照图2所示。
2.对获得的变形的条纹图g(x,y)的每一行进行S变换，得到每一行的S变换矩阵，所述S变换定义为：
Figure GDA0002248259860000121
其中f为频率，yk＝1,2,…,ymax,g(τ,yk)表示灰度条纹图的第k行，w(b-τ,f)表示中心位于τ＝b处且标准差为1/f的高斯窗函数。
根据预设的滤波窗函数，对变形条纹图g(x,y)每一行的S变换矩阵进行滤波，得到每一行的基频分量选取每一行的S变换矩阵基频分量
Figure GDA0002248259860000123
的每一列中绝对值的最大的作为S变换脊值。可得到整个S变换脊值w(x,y)。
将变形条纹图中每一行的局部基频分量沿空间b作积分
Figure GDA0002248259860000124
得到每一行的滤波后的傅里叶变换G(f)。
对变形条纹图每一行滤波后的傅里叶变换G(f)做傅里叶逆变换，得到变形条纹图的基频复信号
Figure GDA0002248259860000125
取基频复信号的相位角，得到变形条纹图的包裹相位
Figure GDA0002248259860000126
参照图3，其表达式为：
Figure GDA0002248259860000127
其中Im表示取虚部，Re表示取实部。
3.使用加权最小二乘相位展开中的预条件共轭梯度法，使用S变换脊值w(x,y)作为权重，对包裹相位进行展开，具体步骤如下：
A51.计算
m＝0,φ0＝0,
Figure GDA0002248259860000131
其中
Figure GDA0002248259860000132
Figure GDA0002248259860000133
w(x,y)为S变换脊值。
A52.当rm≠0，根据离散余弦的相位展开方法求出当ρ(x,y)＝rm的相位值zm。
A53.m值加一赋予新的m；
A54.如果m＝1，则p1＝z0；
如果m>1，计算βm＝∑(rm-1,zm-1)/∑(rm-2,zm-2),pm＝zm-1+βmpm-1。
A55.计算
Figure GDA0002248259860000134
A56.如果m>mmax，则继续下一步；如果m≤mmax，返回步骤A52继续计算；
A57.最终φm则为绝对相位。
参照图4，为本发明的实施例中采用本发明计算后的变形条纹图的展开相位与参考面的相减的相位差示意图。
所述的离散余弦的相位展开方法，其步骤为：
A61.计算
Figure GDA0002248259860000135
其中
Figure GDA0002248259860000136
Figure GDA0002248259860000137
包裹相位。
A62.计算ρ(x,y)的离散余弦变换
Figure GDA0002248259860000141
得到Pi,j。
A63.计算
Figure GDA0002248259860000142
A64.计算Φi,j的逆离散余弦变换
Figure GDA0002248259860000143
得出绝对相位φ(x,y)。
本发明提供的基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开方法及系统，通过使用投影仪向被测物体投射正弦条纹，而条纹图会由于物体高度而发生变形，用相机采集发生变形的条纹图。通过基于滤波的S变换轮廓术可以得出分布在-π到+π的包裹相位图和可以描述包裹相位质量的S变换脊值。用S变换脊值作为加权最小二乘法相位展开的权重值，并用预条件共轭梯度法将包裹相位展开得出绝对相位。本发明具有相位展开速度快，抗噪性强，求解精度高的优点，可广泛应用于条纹投影三维成像领域。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开的方法，其特征在于，包括以下步骤：
向被测物体投射正弦条纹，采集由于所述被测物体的高度而发生变形的条纹图g(x,y)；
通过基于滤波的S变换轮廓术得出分布在-π到+π的包裹相位图和表示包裹相位质量的S变换脊值，对于变形条纹图中每一行的S变换矩阵为二维矩阵时，所述S变换脊值表示所述变形条纹图中每一行的S变换矩阵的每一列中绝对值最大的值所组成的矩阵；
将所述S变换脊值作为加权最小二乘法相位展开的权重值，并用预条件共轭梯度法将包裹相位展开得出绝对相位；
其中所述S变换脊值作为加权最小二乘法相位展开的权重值具体为：变形条纹图中每一行的S变换矩阵中每一列中绝对值的最大值的作为S变换脊值；
将S变换脊值作为求绝对相位φ(x,y)的相邻相位差和包裹相位的相邻相位差的最小二范数意义上解的权重值；
用预条件共轭梯度法将包裹相位展开具体为：将离散余弦的相位展开的结果作为初值，并沿着一系列共轭方向作迭代，得到目标函数的极小值点，以得到绝对相位。
2.根据权利要求1所述的基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开的方法，其特征在于，所述步骤还包括：对获得的变形的条纹图的每一行进行S变换，得到每一行的S变换矩阵，所述S变换定义为：
其中，f为频率；yk为正整数；g(τ,yk)表示灰度条纹图的第k行，w(b-τ,f)表示中心位于τ＝b处且标准差为1/f的高斯窗函数。
3.根据权利要求2所述的基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开的方法，其特征在于，所述步骤还包括：根据预设的滤波窗函数，对变形条纹图g(x,y)每一行的S变换矩阵进行滤波，得到每一行的基频分量
Figure FDA0002248259850000022
4.根据权利要求3所述的基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开的方法，其特征在于，所述步骤还包括：将条纹图每一行的局部基频分量沿空间b作积分
Figure FDA0002248259850000023
得到每一行的滤波后的傅里叶变换G(f)。
5.根据权利要求4所述的基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开的方法，其特征在于，所述步骤还包括：对变形条纹图每一行滤波后的傅里叶变换G(f)做傅里叶逆变换，得到变形条纹图的基频复信号
Figure FDA0002248259850000024
取基频复信号的相位角，得到变形条纹图的包裹相位所述包裹相位表达式为
Figure FDA0002248259850000026
6.根据权利要求1所述的基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开的方法，其特征在于，所述加权最小二乘法相位展开包括求出变形条纹图的绝对相位相邻相位差和包裹相位相邻相位差之间差值平方的最小解，即求得所述变形条纹图的绝对相位。
7.根据权利要求6所述的基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开的方法，其特征在于，其还包括，
对于M×N的包裹相位图，所述变形条纹图的绝对相位相邻相位差和包裹相位相邻相位差之间差值平方可表示为：
Figure FDA0002248259850000031
其中
Figure FDA0002248259850000032
所述步骤将所述S变换脊值作为加权最小二乘法相位展开的权重值，其可表示为：
Figure FDA0002248259850000033
其中，q(x,y)表示为使得和
Figure FDA0002248259850000035
的值在-π到π所加减2π的个数，
Figure FDA0002248259850000036
w(x,y)为权重值，则求得的绝对相位φ(x,y)使Jw取得最小值。
8.一种基于S变换脊值的加权最小二乘相位展开的系统，其特征在于，包括：
投影仪，所述投影仪用于执行步骤向被测物体投射正弦条纹；
相机，所述相机用于执行步骤采集由于所述被测物体的高度而发生变形的条纹图g(x,y)；
微处理器，所述微处理器用于执行步骤通过基于滤波的S变换轮廓术得出分布在-π到+π的包裹相位图和表示包裹相位质量的S变换脊值；
将所述S变换脊值作为加权最小二乘法相位展开的权重值，并用预条件共轭梯度法将包裹相位展开得出绝对相位；
其中所述S变换脊值作为加权最小二乘法相位展开的权重值具体为：变形条纹图中每一行的S变换矩阵中每一列中绝对值的最大值的作为S变换脊值；
将S变换脊值作为求绝对相位φ(x,y)的相邻相位差和包裹相位的相邻相位差的最小二范数意义上解的权重值；
用预条件共轭梯度法将包裹相位展开具体为：将离散余弦的相位展开的结果作为初值，并沿着一系列共轭方向作迭代，得到目标函数的极小值点，以得到绝对相位。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107909620A (zh) * 2017-10-24 2018-04-13 天津大学 基于方向一致性的不连续条纹投影相位展开方法
CN107977939B (zh) * 2017-11-29 2021-11-16 浙江理工大学 一种基于可靠度的加权最小二乘相位展开计算方法
CN109443250B (zh) * 2018-12-07 2021-03-16 成都信息工程大学 一种基于s变换的结构光三维面形垂直测量方法
CN112381731B (zh) * 2020-11-12 2021-08-10 四川大学 一种基于图像去噪的单帧条纹图像相位分析方法及系统
CN114636372B (zh) * 2022-03-14 2023-03-31 中国科学院光电技术研究所 将s变换用于宽光谱自参考干涉对准系统光谱解相位方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6639685B1 (en) * 2000-02-25 2003-10-28 General Motors Corporation Image processing method using phase-shifted fringe patterns and curve fitting
CN102032877A (zh) * 2010-11-30 2011-04-27 东南大学 基于小波变换的三维测量方法
CN102620685A (zh) * 2012-03-23 2012-08-01 东南大学 一种基于史托克维尔变换的改进窗口傅里叶三维测量法
CN103267496A (zh) * 2013-05-20 2013-08-28 东南大学 一种基于小波变换的改进窗口傅里叶三维测量法
JP5333143B2 (ja) * 2009-10-13 2013-11-06 新日鐵住金株式会社 形状測定装置、形状測定方法およびプログラム
CN103729251A (zh) * 2013-11-06 2014-04-16 中国科学院上海光学精密机械研究所 并行计算光学条纹图相位提取方法
CN104457615A (zh) * 2014-11-14 2015-03-25 深圳大学 基于广义s变换的三维数字成像方法
CN105783785A (zh) * 2016-04-11 2016-07-20 重庆理工大学 一种小波脊相位提取方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6639685B1 (en) * 2000-02-25 2003-10-28 General Motors Corporation Image processing method using phase-shifted fringe patterns and curve fitting
JP5333143B2 (ja) * 2009-10-13 2013-11-06 新日鐵住金株式会社 形状測定装置、形状測定方法およびプログラム
CN102032877A (zh) * 2010-11-30 2011-04-27 东南大学 基于小波变换的三维测量方法
CN102620685A (zh) * 2012-03-23 2012-08-01 东南大学 一种基于史托克维尔变换的改进窗口傅里叶三维测量法
CN103267496A (zh) * 2013-05-20 2013-08-28 东南大学 一种基于小波变换的改进窗口傅里叶三维测量法
CN103267496B (zh) * 2013-05-20 2016-01-27 东南大学 一种基于小波变换的改进窗口傅里叶三维测量法
CN103729251A (zh) * 2013-11-06 2014-04-16 中国科学院上海光学精密机械研究所 并行计算光学条纹图相位提取方法
CN104457615A (zh) * 2014-11-14 2015-03-25 深圳大学 基于广义s变换的三维数字成像方法
CN105783785A (zh) * 2016-04-11 2016-07-20 重庆理工大学 一种小波脊相位提取方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"基于S变换滤波解相法的条纹解相研究";郑毅 等;《光学技术》;20130731;第39卷(第4期);第331-338页 *
"基于最小范数的光学三维轮廓术相位展开技术研究";刘杰;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20090615(第6期);第I138-753页 *

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