CN110006365A

CN110006365A - 基于二维查找表的相位展开方法、装置及电子设备

Info

Publication number: CN110006365A
Application number: CN201910300521.1A
Authority: CN
Inventors: 刘凯; 宋健文; 胡子阳; 许斌
Original assignee: Sichuan University
Current assignee: Sichuan University
Priority date: 2019-04-15
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2019-07-12
Anticipated expiration: 2039-04-15
Also published as: CN110006365B

Abstract

本申请实施例涉及三维建模技术领域，具体而言，提供了一种基于二维查找表的相位展开方法、装置及电子设备。通过获取到的图像信息计算得到对应的主相位以及参考相位，接着将所述主相位以及参考相位带入预先建立好的二维查找表或新建立的二维查找表中，以快速查找到对应的目标参数，进而使用所述目标参数将所述主相位展开获得绝对相位。如此，简化了计算过程和计算的复杂度，使得相位展开耗时减少。

Description

基于二维查找表的相位展开方法、装置及电子设备

技术领域

本申请涉及三维重建技术领域，具体而言，涉及一种基于二维查找表的相位展开方法、装置及电子设备。

背景技术

相位测量轮廓术(Phase Measuring Profilometry,PMP)是一种非接触三维传感方法，这种方法采用正弦光栅投影和数字相移技术，能以较低廉的光学、电子和数字硬件设备为基础，以较高的速度和精度获取处理大量的三维数据。当一个正弦光栅图形投影到三维漫反射物体表面时，从成像系统可以获得受物体表面面形调制的变形条纹，利用离散相移技术获取N幅 (N≥3)变形光场图像，再解决高频相位进行相位展开操作，并通过频率归一化来压缩噪声和非线性等误差。

目前的互质双频相位展开法中，通常需要事先手动建立查找表，在使用查找表时，需要遍历查找表内容，过程复杂耗时。

发明内容

为了至少克服现有技术中的上述不足，本申请的目的之一在于提供一种基于二维查找表的相位展开方法，所述方法包括：

获取投射的图像对应的主频率及参考频率，其中投射的图像包括多张；

计算所述主频率对应的图像的相位得到主相位，计算所述参考频率对应的图像的相位得到参考相位；

判断所述主频率及所述参考频率与预先建立的二维查找表中的主频率及参考频率是否一致，若不一致，则根据所述主频率及参考频率建立二维查找表，若一致，则获取预先建立好的二维查找表；

按照预设规则根据所述主相位、参考相位及所述二维查找表确定目标参数，并根据所述目标参数将所述主频率对应的主相位展开得到绝对相位。

进一步地，建立二维查找表的步骤包括：

获取采集到的图像的分辨率；

根据所述主频率、参考频率、分辨率、参考相位及主相位，按照以下公式建立二维查找表：

其中，S{·}为大括号内等式为0时的解，即所述目标参数，round为四舍五入取整操作，m为主相位，n为参考相位，mod为求余，f为所述主频率，f^r为所述参考频率，L为所述分辨率。

进一步地，所述按照预设规则根据所述主相位、参考相位及所述二维查找表确定图像对应的目标参数的步骤包括：

对所述主相位及所述参考相位进行尺度变换得到目标主相位和目标参考相位；

根据所述目标主相位和所述目标参考相位，在所述二维查找表中获得与所述目标主相位及所述目标参考相位对应的所述目标参数。

进一步地，所述对所述主相位及所述参考相位进行尺度变换得到目标主相位和目标参考相位的步骤包括：

根据所述主相位按以下公式进行尺度变换，得到所述目标主相位：

其中，为所述目标主相位，round为四舍五入取整操作，φ为所述主相位，L为所述图像的分辨率；

根据所述参考相位按以下公式进行尺度变换，得到所述目标参考相位：

其中，为所述目标参考相位，round为四舍五入取整操作，φ^r为所述参考相位，L为所述图像的分辨率。

进一步地，所述获取投射的图像对应的主频率及参考频率的步骤包括：

获取采集到的第一投影图像组和第二投影图像组，其中，所述第一投影图像组中包含多张第一投影图像，所述第二投影图像组包括多张第二投影图像；

分别获取所述第一投影图像组对应的频率及所述第二投影图像组对应的频率，所述第一投影图像组对应的频率为主频率，所述第二投影图像组对应的频率为参考频率。

本申请实施例还提供一种基于二维查找表的相位展开装置，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取采集到的多个图像中对应的主频率及参考频率，其中投射的图像包括多张；

计算模块，用于计算所述主频率对应的图像的相位得到主相位，计算所述参考频率对应的图像的相位得到参考相位；

判断模块，用于判断所述主频率及所述参考频率与预先建立的二维查找表中的主频率及参考频率是否一致；

建立模块，用于在所述主频率及所述参考频率与预先建立的二维查找表中的主频率及参考频率不一致时，根据所述主频率及参考频率建立二维查找表；

第二获取模块，用于在所述主频率及所述参考频率与预先建立的二维查找表中的主频率及参考频率一致时，获取预先建立好的二维查找表；

展开模块，用于按照预设规则根据所述主相位、参考相位及所述二维查找表确定目标参数，并根据所述目标参数将所述主频率对应的主相位展开得到绝对相位。

进一步地，所述建立模块用于通过以下方式建立所述二维查找表：

获取采集到的所述图像的分辨率；

其中，S{·}为大括号内等式为0时的解，即所述目标参数，round为四舍五入取整操作，m为所述主相位，n为所述参考相位，mod为求余，f为所述主频率，f^r为所述参考频率，L为所述分辨率。

进一步地，所述展开模块包括：

尺度变换单元，用于对所述主相位及所述参考相位进行尺度变换得到尺度变换后的目标主相位和目标参考相位；

查找单元，用于根据所述目标主相位和所述目标参考相位，在所述二维查找表中获得与所述目标主相位及所述目标参考相位对应的所述目标参数。

进一步地，所述查找单元用于通过以下方式得到尺度变换后的目标主相位和目标参考相位：

本申请实施例还提供一种电子设备，所述设备包括处理器、存储器、基于二维查找表的相位展开装置及总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器及所述存储器之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，并执行上述的基于二维查找表的相位展开方法的步骤。

相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：

本申请实施例提供了基于二维查找表的相位展开方法、装置及电子设备。通过获取图像信息计算得到对应的主相位以及参考相位，接着将所述主相位以及参考相位带入预先建立好的二维查找表或新建立的二维查找表中，以快速查找到对应的目标参数，进而使用所述目标参数将所述主相位展开获得绝对相位。如此，简化了计算过程和计算的复杂度，使得相位展开耗时减少。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的电子设备的结构框图。

图2为本申请实施例提供的基于二维查找表的相位展开方法的流程图。

图3为本申请实施例提供的包裹相位示意图之一。

图4为本申请实施例提供的包裹相位示意图之二。

图5为本申请实施例提供的二维查找表示意图。

图6为本申请实施例提供的基于二维查找表的相位展开装置的功能模块框图。

图7为本申请实施例提供的基于二维查找表的相位展开装置的功能单元框图。

图8(a)-图8(f)为本申请实施例提供的待测量物体的绝对相位图。

图9(a)-图9(d)为本申请实施例提供的待测量物体的对比试验成功率图。

图10(a)-图10(b)为本申请实施例提供的待测量物体的三维重构图。

图标：100-电子设备；110-基于二维查找表的相位展开装置；111-第一获取模块；112-计算模块；113-判断模块；114-建立模块；115-第二建立模块；116-展开模块；1161-尺度变换单元；1162-查找单元；120-处理器；130- 存储器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

经发明人研究发现，目前相位展开方法中一种相位展开方法，即传统的多频相位展开，需要用到多个频率包裹了单位频率的主相位，虽然精度不错，但不论是扫描还是计算的过程都比较耗时。而这种方法由基频和主频构成的相位展开，虽然只需用到两个频率，但是因为基频相位易受到全局光照的影响，导致最终的相位展开效果不佳。

而另一种互质双频相位展开的方法，是一种只需利用双频的时间相位展开方法，该方法在频率的选择上有很大的灵活性，通过分析互质双频的包裹相位之间存在的关系，从而建立主相位与条纹阶数的关系，并将其存在查找表中。但是这种方法需要手动建立一个一维查找表进行求解，使用一维查找表时需要，过程耗时，遍历查找表内容来链接条纹阶数远远达不到实时性的要求。

有鉴于此，本申请实施例提供一种基于二维查找表的相位展开方法，使用可任意组合频率的互质双频图像对待测量物体投射图像，通过计算图像对应的相位，在预先建立好的二维查找表中查找与相位对应的目标参数，根据目标参数得到相位展开后的绝对相位。下面对本申请实施例提供的方案进行详细阐述。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的电子设备100的结构框图。本申请实施例提供的基于二维查找表的相位展开方法可以通过该电子设备 100实现。

具体地，电子设备100包括处理器120、存储器130、基于二维查找表的相位展开装置110及总线，所述存储器130存储有所述处理器120可执行的机器可读指令，当电子设备100运行时，所述处理器120及所述存储器130之间通过总线通信，所述处理器120执行所述机器可读指令，并执行本申请实施例提供的基于二维查找表的相位展开方法的步骤。

可以理解，图1所示的结构仅为示意，所述电子设备100还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1 中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

可选地，所述电子设备100的具体类型不受限制，例如，可以是，但不限于，智能手机、个人电脑(personal computer，PC)、平板电脑及数据服务器等具有处理功能的设备。

结合参阅图2，本申请实施例还提供一种可应用于上述电子设备100的基于二维查找表的相位展开方法。其中所述方法有关的流程所定义的方法步骤可以由所述处理器120实现。下面将对图2所示的具体流程进行详细阐述。

S1，获取投射的图像对应的主频率及参考频率，其中投射的图像包括多张。

在实际使用时，分别将一组频率为f的图像及一组频率为f^r的图像使用投影系统将光源发出的白光经过正弦光栅投影到被测物体表面上。其中，f 和f^r是互质频率(即f和f^r的取值为互质的整数，如2与1，7与3，32与31)，并且f大于f^r，f为主频率，f^r为参考频率。

采用高精度的摄像机采集由投影系统投射至被测物体表面形成的两组图像，并将接收到的光信号转换为电信号，送至图像卡，将电信号放大，在经过模数转换后量化为数字图像。

上述电子设备100获取采集到的第一投影图像组和第二投影图像组，其中，所述第一投影图像组中包含多张第一投影图像，所述第二投影图像组包括多张第二投影图像，并将其存储在存储器130中。

接着分别获取所述第一投影图像组对应的频率及所述第二投影图像组对应的频率，所述第一投影图像组对应的频率为主频率f，所述第二投影图像组对应的频率为参考频率f^r。

S2，计算所述主频率对应的图像的相位得到主相位，计算所述参考频率对应的图像的相位得到参考相位。

需要说明的是，第一投影图像组投影所得的图像可由以下公式表达：

其中，是投影图像在投影机坐标(x^p,y^p)处的亮度，A^p和B^p是两个常量，并且A^p≥B^p，整数f是投影图像的空间频率，H是投影机空间分辨率的高度，n是相移系数，N(≥3)是相移步数，即频率为f的投影图像总数。

当投影图像投影到被测物体表面后，投影图像将根据自身的高度及表面构成发生一定程度的形变，摄影机获取到的投影图像可由以下公式表达：

其中，A^c和B^c分别是在相机坐标(x^c,y^c)处的直流分量和亮度调制，n 是相移系数，N是相移步数，是投影图像在相机处的亮度，φ是相位。

本申请实施例中，通过以下公式即可获得图像对应的相位。

需要说明的是，上述公式均可参考现有技术，更多原理在此不做赘述。通过上述公式和原理即可计算获得主频率f对应的图像的包裹相位，以得到主相位φ，计算所述参考频率f^r对应的图像的包裹相位，以得到参考相位φ^r。

S3，判断所述主频率及所述参考频率与预先建立的二维查找表中的主频率及参考频率是否一致，若不一致，则执行S4，否则执行S5。

S4，根据所述主频率及参考频率建立二维查找表。

S5，获取预先建立好的二维查找表。

由于上述S2中，计算得到的相位被限制在[0，2π]之间，则可能导致相位发生含混，因此，需要对计算得到的主相位进行展开，相位展开的本质是计算主相位的条纹阶数k(即上述目标参数)。主相位的条纹阶数k为 [0，f-1]。同样的，参考相位的条纹阶数为k^r。

本申请实施例中，采用预先构建查抄表的方式，以主相位及参考相位为索引，在查找表中查找到对应的条纹阶数k。

其中，预先构建好二维查找表中二维查找表的具体构建方式包括：

首先，获取采集到的图像的分辨率L，此分辨率也是将要获得的二维查找表的大小。

接着，根据所述主频率、参考频率、分辨率、参考相位及主相位，按照以下公式建立二维查找表：

其中，S{·}为大括号内等式为0时的解，即所述目标参数k，round为四舍五入取整操运算，m为所述主相位(也为查找表的索引)，n为所述参考相位(也为查找表的索引)，mod为求余运算，f为所述主频率，f^r为所述参考频率，L为所述分辨率。

下面将以主频率f＝5，参考频率f^r＝3为例详细叙述上述二维查找表公式的原理及推导过程。

首先，说明一下上述二维查找表公式的原理。

请参阅图3，图3是一幅由f＝5，f^r＝3的图像投射至被测量物体所获得的对应的包裹相位，并从该包裹相位提取光栅图中的一列信息所获得的示意图。虚线表示的是f^r＝3的包裹相位，即参考相位，实线表示的是f＝5 的包裹相位，即主相位。L是摄影机获得的图像的分辨率(沿扫描方向)。图中用灰度的深浅标记了7个区域，每个区域的包裹相位均对应着唯一的一种条纹阶数组合。

请参阅图4，对应的将图3所示的包裹相位以参考相位和主相位为横纵坐标的相对关系表示出来，即可得到如图4所示的结果。图4中所示的7 条线即对应着图3中的7个区域，每条线均有着一个唯一的条纹阶数组合，也就是说，每个主相位和参考相位的组合，可以通过如图4中类似的关系图来映射得到其对应的条纹阶数。如果将此关系预先存储到一个二维查找表中，则在实际的相位展开过程中，就可以直接通过主相位和参考相位查找得到表中存储的条纹阶数。

接着，具体的二维查找表公式可由下面的步骤获得。

请接着参阅图4，将图中所示的7条线的截距记为i∈{1,2,3,…,7}。

且可以表示为如下公式：

其中，f为主频率，f^r为参考频率，φ为主相位，φ^r为参考相位。需要说明的是，在其他频率组合中，i为整数，取值范围为[1,f+f^r-1]。

为了便于计算，需要重新调整主相位和参考相位的尺度，其调整方式为：

以及

将通过上述公式调整后得到的主相位及参考相位带入截距公式中，可得到调整后的截距与调整后的主相位以及调整后的参考相位的关系：

即可获得由上述调整步骤尺度变换后的截距与条纹阶数对应的关系表。如表1所示。

表1：尺度变换后的截距与条纹阶数组合

接着，计算参考相位与主相位的差值，得到：

由于得到的差值P是[-f ^r+1，f-1]范围内的整数，该差值P在每个[kL/f， (k+1)L/f](k＝0，1，…，f-1)间隔内，均有一个或两个值。为了保证每个间隔只对应一个值，可通过以下公式对差值P进行统一：

进而将统一后的与上述参考相位与主相位的差值联立求解，并将索引(主相位与参考相位)映射到整数范围内，即可得到二维查找表公式：

通过上述公式即可建立频率组合对应的二维查找表。例如，如图5所示，图5为频率组合为主频率f＝5，参考频率f^r＝3所对应的二维查找表。横轴为尺度变换后的参考相位，竖轴为尺度变换后的主相位，不同的色块表示不同的条纹阶数k(即目标参数)。以尺度变换后的主相位和尺度变换后的参考相位为索引查找此表即可得到对应的条纹阶数。

通过上述推导步骤得到的二维查找表公式所建立的二维查找表，相对比传统的一维查找表，省去了遍历查找表的过程，速度更快，并且使得相位展开能够容纳一定的误差。

S6，按照预设规则根据所述主相位、参考相位及所述二维查找表确定目标参数，并根据所述目标参数将所述主频率对应的主相位展开得到绝对相位。

由于预先建立好的二维查找表的索引为整数，因此，需要将得到所述主相位和参考相位进行尺度变换，将主相位及参考相位映射到整数范围内，以得到目标主相位和目标参考相位。

其中一种实施方式是，采用以下公式对所述主相位及所述参考相位进行尺度变换。

和

其中，为所述目标主相位，为所述参考相位，round(·)为四舍五入取整操作，L为所述分辨率。经过尺度变换后的目标主相位和参考相位均为整数，并且取值范围为[0,L-1]。

接着，根据所述目标主相位和所述目标参考相位在获得的预先建立的二维查找表中或者是新建的二维查找表中获得所述目标参数(即上述条纹阶数k)。

例如，请继续参阅图5，当所述目标参考相位为2L/5，目标主相位为2L/3时，可以知晓在图3中，对应的色块为黑色，黑色对应的目标参数 k为0，即得知需要的目标参数为0。

最后，根据所述目标参数将所述主频率对应的主相位展开得到绝对相位。

由所述目标参数将主相位展开得到绝对相位的方法可参考现有技术，例如，可以通过以下公式计算绝对相位：

其中，Φ为绝对相位，k为目标参数，f为所述主频率，为所述目标主相位。

本申请实施例中，通过预先建立的二维查找表可以快速的查找到对应的目标参数(条纹阶数)，简化了计算过程和计算的复杂度，能够加速主相位展开的速度，提高了实时性。且当再一次进行相位展开时，如果参考频率和主频率均未发生变化，则只需要通过上述方法在预先建立好的二维查找表中查找到对应目标参数即可，如果参考频率和主频率发生变化，则只需要再根据上述二维查找表的建立方法建立对应的二维查找表即可。

请参阅图6，本申请实施例还提供一种基于二维查找表的相位展开装置 110，所述装置包括：

第一获取模块111，用于获取采集到的多个图像中对应的主频率及参考频率。

计算模块112，用于计算所述主频率对应的图像的相位得到主相位，计算所述参考频率对应的图像的相位得到参考相位。

判断模块113，用于判断所述主频率及所述参考频率与预先建立的二维查找表中的主频率及参考频率是否一致。

建立模块114，用于在所述主频率及所述参考频率与预先建立的二维查找表中的主频率及参考频率不一致时，根据所述主频率及参考频率建立二维查找表。

第二获取模块115，用于在所述主频率及所述参考频率与预先建立的二维查找表中的主频率及参考频率一致时，获取预先建立好的二维查找表。

展开模块116，用于按照预设规则根据所述主相位、参考相位及所述二维查找表确定目标参数，并根据所述目标参数将所述主频率对应的主相位展开得到绝对相位。

可选地，所述建立模块114用于通过以下方式建立所述二维查找表：

首先，获取采集到的所述图像的分辨率。

请参阅图7，进一步地，所述展开模块116包括：

尺度变换单元1161，用于对所述主相位及所述参考相位进行尺度变换得到尺度变换后的目标主相位和目标参考相位。

查找单元1162，用于根据所述目标主相位和所述目标参考相位，在预先建立的二维查找表中获得所述目标参数。

可选地，所述查找单元1162用于通过以下方式得到尺度变换后的目标主相位和目标参考相位：

其中，为所述目标主相位，round为四舍五入取整操作，φ为所述主相位，L为所述图像的分辨率。

可以理解的是，本实施例中的各功能模块的具体操作方法可参照上述方法实施例中相应步骤的详细描述，在此不再重复赘述。

为了验证本申请的有效性与实时性，发明人做了5组实验，实验对象分别是：白墙、石膏像、塑料马模型、标靶以及玩偶鸭。实验所使用的主频率为f＝32，f^r参考频率为集合{2r-1|r＝1,2,…,16}中的一个元素。

按照本申请实施例提供的基于二维查找表的相位展开方法步骤，对5 组实验进行相位展开，可以得到每个参考频率f^r实际测量下的条纹阶数(即目标参数)以及绝对相位。

为了对比验证结果的有效性，发明人将17个频率均用到多频相位展开法所得到的条纹阶数作为真实值，然后对比真实值与通过本方案得到的测量值，计算相位展开的成功率。

第一个实验对象为白墙，在不同参考频率的组别中，最终的成功率为 100％，由于白墙无高度变化，所以相位的抗误差能力较强。接着，分别对石膏像、塑料马、标靶以及玩偶鸭进行了实验，计算了每个频率下的相位展开成功率。

请参阅图8，图8展示了石膏像部分参考频率下的绝对相位图。图8(a) 为f^r＝1对应的绝对相位图，图8(b)为f^r＝7对应的绝对相位图，图8(c) 为f^r＝13对应的绝对相位图，图8(d)为f^r＝19对应的绝对相位图，图8(e) 为f^r＝25对应的绝对相位图，图8(f)为f^r＝31对应的绝对相位图。

图中白色点为展开相位后错误的标记点(即误差标记点)，我们可以观察到，误差主要发生在石膏像的面部与轮廓处，也就是高度变化较明显的地方。同时，可以清楚的看到，当参考频率为31时，只有很少的误差标记点分布在石膏像的轮廓周围，面部几乎没有误差标记点，整体的误差标记点数要远远少于其他频率对应的结果。

请参阅图9，对于四组非平面的实验，最终得到的成功率结果如图9所示。图9(a)为当被测物体是塑料马时，在上述频率组合下对应的成功率。图9(b)为当被测物体是石膏像时，在上述频率组合下对应的成功率。图 9(c)为当被测物体是标靶时，在上述频率组合下对应的成功率。图9(d) 为当被测物体是玩偶鸭时，在上述频率组合下对应的成功率。

从图9所示的结果中，我们可以观察到对于上述四组实验，成功率均在f^r＝31时达到最大。

由于摄像机存在卷积效应，对于不同频率下的图像，卷积效应对相位产生的影响不同。而对于两个频率相接近的图像，卷积效应对相位产生的影响是比较接近的，尤其是对于高度变化明显的区域，这种现象更为突出。因此，由上述实验可知，本申请实施例提供的方案下，较佳的参考频率是 f^r＝f-1，在此频率组合下，相位展开可以达到最高的成功率。

请参阅图10，图10为石膏像的三维重构图。图10(a)为石膏像的三维重构正视图。图10(b)为石膏像的三维重构侧视图。我们使用参考频率为31的组别得到的绝对相位，作为最终三维重建所需要的相位来建立三维重构图，由图10可以看出重建的效果十分良好。

为了验证本申请的实时性，我们对传统的多频相位展开法、传统的使用手工建立查找表的互质双频相位展开法以及本申请实施例提供的基于二维查找表的相位展开方法进行相位展开的耗时对比。

为了保证对比的公平性，发明人让这几组对比方法的相位展开的成功率基本一致。以此获得的耗时结构如表2所示。

表2：耗时对比表

表2示出了三种相位展开法在达到同样成功率的情况下，所需要的投影图像组别数以及相位展开的耗时对比。由表2可以知晓，本申请提供的基于二维查找表的相位展开法所耗时相比其他两种相位展开法耗时都少。相比传统的互质双频相位展开法，耗时缩短了89.9％。相比传统的多频相位展开法，耗时缩短了59.4％。

需要说明的是，表2中所示的耗时结果仅考虑了相位展开所耗的时间，不包括计算主相位、建立查找表以及扫描以及扫描的时间。如果将这些因素都考虑进去，则本申请提供的基于二维查找表的相位展开法将远比传统的多频相位展开法以及传统的互质双频相位展开法的耗时更短。

因此，在有效避免量化误差的前提下，本申请实施例中提出的基于二维查找表的相位展开方法可以通过预先建立好二维查找表，从中快速查找到条纹阶数，进而获得绝对相位的方案，可以进一步缩短相位展开所耗的时间。

综上所述，本申请实施例提供了基于二维查找表的相位展开方法、装置及电子设备100。通过获取投射的图像对应的主频率及参考频率，计算主频率对应的图像的相位得到主相位，并计算参考频率对应的图像的相位得到参考相位。再判断该主频率及该参考频率与预先建立的二维查找表中的主频率及参考频率是否一致，若不一致，则根据上述主频率及参考频率建立二维查找表，若一致，则获取预先建立好的二维查找表。按照预设规则根据主相位、参考相位及二维查找表确定目标参数，并根据目标参数将主频率对应的主相位展开得到绝对相位。通过获取图像信息得到对应的主相位以及参考相位，接着将所述主相位以及参考相位带入预先建立好的二维查找表或新建立的二维查找表中，以快速查找到对应的目标参数，进而使用所述目标参数将所述主相位展开获得绝对相位。如此，简化了计算过程和计算的复杂度，使得相位展开耗时减少。

以上所述，仅为本申请的各种实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种基于二维查找表的相位展开方法，其特征在于，所述方法包括：

判断所述主频率及所述参考频率与预先建立的二维查找表中的主频率及参考频率是否一致，若不一致，则根据所述主频率及参考频率建立二维查找表，若一致，则获取预先建立的二维查找表；

2.根据权利要求1所述的基于二维查找表的相位展开方法，其特征在于，建立二维查找表的步骤包括：

获取采集到的图像的分辨率；

3.根据权利要求1所述的基于二维查找表的相位展开方法，其特征在于，所述按照预设规则根据所述主相位、参考相位及所述二维查找表确定目标参数的步骤包括：

根据所述目标主相位和所述目标参考相位，在所述二维查找表中获得与所述目标主相位及所述目标参考相位对应的目标参数。

4.根据权利要求3所述的基于二维查找表的相位展开方法，其特征在于，所述对所述主相位及所述参考相位进行尺度变换得到目标主相位和目标参考相位的步骤包括：

5.根据权利要求1所述的基于二维查找表的相位展开方法，其特征在于，所述获取投射的图像对应的主频率及参考频率的步骤包括：

6.一种基于二维查找表的相位展开装置，其特征在于，所述装置包括：

7.根据权利要求6所述的基于二维查找表的相位展开装置，其特征在于，所述建立模块用于通过以下方式建立所述二维查找表：

获取采集到的所述图像的分辨率；

8.根据权利要求6所述的基于二维查找表的相位展开装置，其特征在于，所述展开模块包括：

9.根据权利要求8所述的基于二维查找表的相位展开装置，其特征在于，所述查找单元用于通过以下方式得到尺度变换后的目标主相位和目标参考相位：

10.一种电子设备，其特征在于，所述设备包括处理器、存储器、基于二维查找表的相位展开装置及总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器及所述存储器之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，并执行如权利要求1-5任意一项所述的基于二维查找表的相位展开方法的步骤。