CN111489382A - 编码条纹图的获取以及基于结构光的重构的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种编码条纹图的获取以及基于结构光的重构的方法和装置，获取方法，包括：根据视场大小和目标捕捉像素点数，确定编码条纹图的幅数N；利用第一条纹和第二条纹生成前N‑1幅编码条纹图；其中，所述第二条纹的宽度大于所述第一条纹的宽度；利用所述第一条纹生成第N幅编码条纹图，以提供一种同时具有宽条纹和细条纹的编码条纹图，提高了提取条纹图像的精度，进而提升成像质量与重建效果。

Description

编码条纹图的获取以及基于结构光的重构的方法和装置

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种编码条纹图的获取以及基于结构光的重构的方法和装置。

背景技术

传统结构光编码主要针对静态亚光物体，但像牙齿等具有半透光特性，再加上口腔中有口水等复杂环境，投影到牙齿表面并采集的条纹，对比度通常不高，如果采用传统编码进行三维重建，往往重建质量差。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种编码条纹图的获取方法，以提供一种同时具有宽条纹和细条纹的编码条纹图，提高了提取条纹图像的精度，进而提升成像质量与重建效果。

本发明的第二个目的在于提出一种基于结构光的重构方法。

本发明的第三个目的在于提出一种编码条纹图的获取装置。

本发明的第四个目的在于提出一种基于结构光的重构装置。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种编码条纹图的获取方法，包括：根据视场大小和目标捕捉像素点数，确定编码条纹图的幅数N；利用第一条纹和第二条纹生成前N-1幅编码条纹图；其中，所述第二条纹的宽度大于所述第一条纹的宽度；利用所述第一条纹生成第N幅编码条纹图。

根据本发明的一个实施例，所述利用第一条纹和第二条纹生成前N-1幅编码条纹图，包括：从第一幅编码条纹图开始，根据待生成的编码条纹图的编号，确定所述待生成的编码条纹图中所述第二条纹的第一数量；控制在所述视场内均匀设置所述第一数量的所述第二条纹，并且在相邻的第二条纹之间均匀设置至少一个所述第一条纹，以形成所述待生成的编码条纹图，直至第N-1幅编码条纹图。

根据本发明的一个实施例，所述的编码条纹图的获取方法，还包括：当所述第一数量为偶数时，控制所述第二条纹按照两种亮度交替设置。

根据本发明的一个实施例，所述的编码条纹图的获取方法，还包括：所述第二条纹的宽度为所述第一条纹宽度的二倍。

根据本发明的一个实施例，所述的编码条纹图的获取方法，还包括：控制每幅编码条纹图中的相邻条纹的亮度按照两种亮度交替设置。

根据本发明实施例的编码条纹图的获取方法，通过提供一种同时具有宽条纹和细条纹的编码条纹图，有效降低了在条纹图像中提取条纹的难度，提升了条纹提取的精度，进而提升成像质量与重建效果。

为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种基于结构光的重构方法，包括以下步骤：采用所述的编码条纹图的获取方法，生成N幅编码条纹图；将所述N幅编码条纹图投射至目标物体；采集每幅编码条纹图在所述目标物体的表面所呈的条纹图像，并进行图像处理，以生成所述目标物体的点云图像；根据所述点云图像对所述目标物体进行三维曲面重建。

根据本发明的一个实施例，所述图像处理，还包括：对每幅条纹图像进行二值化处理；将前N-1幅的二值化条纹图分别与第N幅二值化条纹图进行异或计算，以获取N-1幅第一区域条纹图；将所述N-1幅第一区域条纹图进行区域编码，获取第一编码曲线图。

根据本发明的一个实施例，所述图像处理，还包括：将前N-1幅的编码条纹图分别与第N幅编码条纹图进行异或计算，以获取N-1幅第二区域条纹图；将所述N-1幅第二区域条纹图进行区域编码，获取第二编码曲线图。

根据本发明的一个实施例，对目标区域条纹图进行区域编码，包括：针对每个区域，从每幅目标区域条纹图中提取所述区域的亮度值；其中，所述目标区域条纹图为所述第一区域条纹图或者为所述第二区域条纹图；针对所述区域的每个亮度值，将所述亮度值与相应的目标区域条纹图的编码因子相乘，以获取所述区域在各幅所述目标区域条纹图中的第一编码值；将所述区域所有的第一编码值相加，得到所述区域的第二编码值；利用每个区域第二编码值进行组合，以获取编码曲线图。

根据本发明实施例的基于结构光的物体重构方法，通过同时具有宽条纹和细条纹的编码条纹图对目标物体进行编码，有效降低了在条纹图像中提取条纹的难度，提升了条纹提取的精度，进而提升成像质量与重建效果。

为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种编码条纹图的获取装置，包括：确定模块，用于根据视场大小和目标捕捉像素点数，确定编码条纹图的幅数N；第一生成模块，用于利用第一条纹和第二条纹生成前N-1幅编码条纹图；其中，所述第二条纹的宽度大于所述第一条纹的宽度；第二生成模块，利用所述第一条纹生成第N幅编码条纹图。

为达上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种基于结构光的重构装置，包括：编码条纹图的获取装置，用于采用所述的编码条纹图的获取方法，生成N幅编码条纹图；投影模块，用于将所述N幅编码条纹图投射至目标物体；采集模块，用于采集每幅编码条纹图在所述目标物体的表面所呈的条纹图像，并进行图像处理，以生成所述目标物体的点云图像；重建模块，用于根据所述点云图像对所述目标物体进行三维曲面重建。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的编码条纹图的获取方法的流程图；

图2为本发明一个实施例的编码条纹图的获取方法的流程图；

图3为本发明一个实施例生成的编码条纹图；

图4为本发明实施例的基于结构光的重构方法的流程图；

图5为本发明一个实施例采集的到的第N幅条纹图像；

图6为本发明一个实施例的基于结构光的重构方法的流程图；

图7为对图3异或计算后的第二区域条纹图；

图8为对图7进行区域编码得到的通过灰度值进行显示的第二区域编码矩阵图；

图9为图8中任一行像素点对应的第二区域编码曲线图；

图10为本发明另一个实施例的基于结构光的重构方法的流程图；

图11为本发明一个实施例中对条纹图像进行数据处理的对比图；

图12为本发明一个实施例中对条纹图像进行中心线提取的图像；

图13为本发明实施例的编码条纹图的获取装置的方框示意图；

图14为本发明实施例的基于结构光的重构装置的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的编码条纹图的获取以及基于结构光的重构的方法和装置。

图1为本发明实施例的编码条纹图的获取方法的流程图。如图1所示，编码条纹图的获取方法，包括以下步骤：

S101：根据视场大小和目标捕捉像素点数，确定编码条纹图的幅数N。

S102：利用第一条纹和第二条纹生成前N-1幅编码条纹图。

其中，第二条纹的宽度大于第一条纹的宽度。

S103：利用第一条纹生成第N幅编码条纹。

需要说明到的是，视场大小可为投影画面的像素大小或分辨率等信息，目标捕捉像素点数可为单方向所需捕捉点数，例如横向所需捕捉点数或竖向所需捕捉点数。

进一步地，第一条纹的宽度可通过视场大小和目标捕捉像素点数来确定，在本发明的一个实施例中，第一条纹的宽度可为投影仪宽度方向像素数量m和横向方向所需捕捉点数x的商，即，m/x。

其中，第二条纹的宽度可大于第一条纹的宽度，具体地，在本发明实施例中，第二条纹的宽度可为第一条纹宽度的二倍。应当理解的是，由于第二条纹的宽度大于第一条纹的宽度，因此，可将第二条纹理解为宽条纹，第一条纹理解为细条纹，以对条纹进行区分。

进一步地，还可在确定目标捕捉像素点之后，确定编码条纹的幅数N，具体可以采用如下公式获取：

n＝log₂(x)

其中，x为目标捕捉像素点，在本发明实施例中，x具体可为横向方向所需捕捉点数。

也就是说，在确定视场大小和目标捕捉像素点个数之后，可以确定出编码图的幅数N以及第一条纹的宽度，进而还可以根据第一条纹的宽度确定出第二条纹的宽度，然后，利用第一条纹和第二条纹生成前(N-1)幅编码条纹图，利用第一条纹生成第N幅编码条纹图，即，从第1幅至第(N-1)幅编码条纹图中既具有第一条纹也具有第二条纹，而第N幅编码条纹图中仅具有第一条纹不具有第二条纹。

由此，本发明实施例的编码条纹图中采用了具有较细的第一条纹，避免了采用粗条纹投影在口腔中容易形成次反射的问题。

根据本发明的一个实施例，利用第一条纹和第二条纹生成前N-1幅编码条纹图，如图2所示，还可包括：

S201：从第一幅编码条纹图开始，根据待生成的编码条纹图的编号，确定待生成的编码条纹图中第二条纹的第一数量。

S202：控制在视场内均匀设置第一数量的第二条纹，并且在相邻的第二条纹之间均匀设置至少一个第一条纹，以形成待生成的编码条纹图，直至第N-1幅编码条纹图。

也就是说，从第1幅至第(N-1)幅编码条纹图中的第二条纹的数量可与编码条纹图的编号相关。其中，在本发明实施例中，前N-1幅编码条纹图中的第h幅编码条纹图中第二条纹的数量可为2^h-1(h≤n-1)个，例如，第1幅编码条纹图中第二条纹的数量可为2^1-1＝1，第2幅编码条纹图中第二条纹的数量可为2^2-1＝2，…，第n-1幅编码条纹图中第二条纹的数量可为2^n-1-1。

进一步地，在确定出待生成的编码条纹图中第二条纹的第一数量之后，将第一数量的第二条纹均匀的设置在视场内，例如，如图3所示，在第1幅编码条纹图A中仅有一条第二条纹，该条纹设置于图A的中央，在第2幅编码条纹图B中有两条第二条纹，分别设置于图B左右两半部分的中央，以此类推，直至第5幅编码条纹图E中均匀设置有16条第二条纹。

其中，当第一数量为偶数时，控制第二条纹按照两种亮度交替设置，应当理解的是，由于除第一幅编码条纹图外，第二条纹的数量均为2的倍数，因此，第一幅编码条纹图中的第二条纹的亮度可为两种亮度值中的任意值，例如，在本发明实施例中，两种亮度值可分别为亮和暗，具体地，如图3所示，在第1幅编码条纹图中第二条纹的亮度值为亮，自第2幅编码条纹图开始，第二条纹均呈亮暗交替的状态。应当理解的是，在第1幅编码条纹图中第二条纹的亮度值也可为暗。

更进一步地，在设置完第一数量的第二条纹之后，还可在相邻的第二条纹之间均匀设置至少一个第一条纹，也就是说，在任意两个第二条纹之间用第一条纹进行填充。其中，应当理解的是，在设置第一条纹时应当控制每幅编码条纹图中的相邻条纹的亮度按照两种亮度交替设置。

由此，基于本发明实施例获取的编码条纹图，其前(N-1)幅中加入了宽条纹，使得可以在后期对编码条纹图进行运算处理时，能够将视场区域划分为成预设的多个区域，便于实现条纹图与编码条纹图的对应，提升重建的准确率与效率。

根据本发明实施例的编码条纹图的获取方法，通过提供一种同时具有宽条纹和细条纹的编码条纹图，有效降低了在条纹图像中提取条纹的难度，提升了条纹提取的精度，进而提升成像质量与重建效果。

图4为本发明实施例的基于结构光的重构方法的流程图。如图4所示，本发明实施例的基于结构光的重构方法，包括以下步骤：

S301：采用编码条纹图的获取方法，生成N幅编码条纹图。

S302：将N幅编码条纹图投射至目标物体。

S303：采集每幅编码条纹图在目标物体的表面所呈的条纹图像，并进行图像处理，以生成目标物体的点云图像。

例如，如图5所示，该图像即为将第N幅编码条纹图投射至牙齿表面，然后采集到的第N幅条纹图像。

S304：根据点云图像对目标物体进行三维曲面重建。

也就是说，本发明实施例可采用前述编码条纹图的获取方法生成的幅编码条纹图对目标物体进行三维曲面重建，以实现获取质量更高的成像效果以及实现重建效果更好的目的。

根据本发明的一个实施例，如图6所示，图像处理，还包括：

S401：对每幅条纹图像进行二值化处理。

S402：将前(N-1)幅二值化条纹图像分别与第N幅二值化条纹图像进行异或计算，以获取(N-1)幅第一区域条纹图。

S403：将(N-1)幅第一区域条纹图进行区域编码，获取第一区域编码矩阵图。

具体而言，将每幅条纹图像中的条纹亮度进行二值化处理，例如，亮条纹对应值为1，暗条纹对应值为0。然后将前(N-1)幅二值化的条纹图像分别与第N幅二值化的条纹图像进行异或计算，即，判断前(N-1)幅中第h幅二值化的条纹图中该区域的亮度值是否与第N幅二值化的条纹图中该区域亮度值相同，如果相同，则将异或计算的结果设为暗即值为0，如果不相同，则将异或计算的结果设为亮即值为1，具体地：

其中，z为异或计算的结果，x为前(N-1)幅中第h幅二值化的条纹图像中的亮度值，_y为第N幅二值化的条纹图中该区域亮度值。

然后，将经过异或处理获得的(N-1)幅第一区域条纹图进行区域编码，获取第一区域编码矩阵图。

同理，还需要对编码条纹图进行图像处理，即，还包括：将(N-1)幅的编码条纹图分别与第N幅编码条纹图进行异或计算，以获取(N-1)幅第二区域条纹图，将(N-1)幅第二区域条纹图进行区域编码获取第二区域编码矩阵图。

应当理解的是，通过对N-1幅第二区域条纹图进行区域编码获取的第二区域编码矩阵图可由至少一行第二区域编码曲线图组成，即言，在投影视场区域内，每一行像素点经过区域编码均可获取一条第二区域编码曲线图，将根据每一行像素点获取到的第二区域编码曲线图按照纵向像素点的顺序进行组合，即可形成第二区域编码矩阵图。同理，对N-1幅第一区域条纹图进行区域编码，也可获取由至少一行第一区域编码曲线图组成的第一区域编码矩阵图。

例如，将图3中图A-F(六幅编码条纹图)进行异或处理，可以获取如图7所示的图A’-E’的第二区域条纹图，然后将如图7所示的第二区域条纹图进行区域编码，即可获取如图8所示的按照灰度值进行显示的第二区域编码矩阵图，其中，该图中任一行像素点对应的第二编码曲线图可由图9进行表示。

具体地，对区域条纹图进行区域编码，如图10所示，可包括：

S501：针对每个区域，从每幅目标区域条纹图中提取区域的亮度值。

其中，目标区域条纹图为第一区域条纹图或者第二区域条纹图。

也就是说，对编码条纹图和条纹图像均可采用相同的编码方式进行区域编码。

S502：针对区域的每个亮度值，将亮度值与相应的目标区域条纹图的编码因子相乘，以获取区域在各幅目标区域条纹图中的第一编码值。

S503：将区域所有的第一编码值相加，得到区域的第二编码值。

S504：利用每个区域第二编码值进行组合，以获取编码曲线图。

具体而言，以如图7所示的第二区域条纹图为例，应当理解的是，在进行区域编码之后，如图8或图9所示，可实现将视场区域横向所有的目标捕捉像素点分割成多个区域，其中，每个区域具有相同的区域编码值，在此之前，可先将改行中每一个像素点均作为一个区域，经过编码计算后，再将编码值相同的像素点作为一个最终的区域。进一步地，对投影视场以及采集到的条纹图像，可按照从上至下或从下至上的顺序，对每一行像素点均进行编码以获取该行像素点对应的编码曲线图，然后再将至少一行编码曲线图按照顺序组合即可获取区域编码矩阵图。应当理解的是，每一行编码曲线图可以相同也可以不同，例如，对第二区域条纹图进行区域编码获取的每一行第二区域编码曲线图均相同，将其采用灰度值进行表示即可如图8所示，呈现每一列像素点的灰度值均相同。其中，经过计算可知，N幅编码条纹图可将时长区域划分出2^n-1个区域，在本发明实施例中，生成了6幅编码条纹图，因此可将视场划分为32个区域。

具体地，针对每个区域，先从每幅目标区域条纹图中提取区域的亮度值，其中，在本发明实施例中亮度值包括0或1。然后，将提取出的亮度值与提取该亮度值的目标区域条纹图的编码因子相乘，以获取区域在各幅目标区域条纹图中的第一编码值，其中，编码因子可为2^h，h≤n-1，举例来说，若从第1幅区域条纹图中获取的亮度值为1，则该区域的第一编码值为1*2¹，若第N-1幅区域条纹图中获取的亮度值为0，则该区域的第一编码值为0*2^n-1。之后，再将区域所有的第一编码值相加，即从第1幅区域编码图的第一编码值至第(N-1)幅区域条纹图的第一编码值相加在一起，得到区域的第二编码值，最后，利用每个区域第二编码值进行组合，以获取编码曲线图。

其中，第二编码值还可用如下公式进行表示：

I＝I₁*2^n-1+I₂*2^n-2+…+I_n-1*2¹

其中，I为该区域的第二编码值，I₁、I₂、…、I_n-1为该区域在区域编码图中的亮度值，2^n-1、2^n-2、…、2¹为该区域的编码因子。

应当理解的是，在分别获取到编码条纹图的第二编码曲线图和条纹图像的第一编码曲线图之后，由于条纹图像是编码条纹图投射在目标物体表面采集到的反射图像，因此，第一编码曲线图与第二编码曲线图应当具有一一对应的关系。

根据本发明的一个实施例，在将每幅条纹图像进行二值化处理之前，还可先对采集到的条纹图像进行滤波、边缘检测等以提取条纹图像中清晰的条纹数据，并将经过滤波边缘检测等处理后的条纹图像进行二值化处理，处理之后，还可包括：对第N幅条纹图像按照灰度值进行曲线拟合，例如抛物线拟合等，以获得条纹图像中各第一条纹的中心位置，在本申请中以牙齿为例，由于口腔内有牙齿表面的起伏、唾液、软组织等复杂的口腔环境，因此，提取的条纹图像中第一条纹的边界并不一定准确，造成异或计算后，第一区域条纹图中包含很多散点和孔洞，可对N-1幅第一区域条纹图进行开运算和闭运算，以通过开运算有效去除散点，以及通过闭运算去除亮条纹内的空隙等，如图11所示。

由此，对本发明实施例的(N-1)幅第一区域条纹图的边缘提取精度要求可明显降低，大大提高了重建的鲁棒性。

进一步地，在分别对编码条纹图与条纹图像进行图像处理之后，通过第一编码曲线图与第二编码曲线图应当具有一一对应的关系，进一步提取条纹图像条纹的中心线，如图12所示，然后根据第一编码曲线图和第二编码曲线图的对应关系，可以确定出条纹图像中条纹的中心线对编码条纹图中条纹的对应关系，应当理解的是，在对应图中，由几何学可知，图像中的条纹的对应关系应当是单调的，例如，在编码条纹图中，第二条条纹设置在第一条条纹的右侧，那么在条纹图像中，第二条条纹产生的图像也应当在第一条条纹的右侧，以此类推，可进一步对条纹图像进行检验，以去除相机像素与投影像素对应错位的异常点，最终，根据对应关系以及系统的参数等信息，进一步生成目标物体的点云图像，并根据点云图像对目标物体进行三维曲面重建。

应当理解的是，在本发明实施例中，可仅对第N幅条纹图像进行中心线的确定，即，通过第一编码曲线图与第二编码曲线图应当具有一一对应的关系，来确定出第N幅条纹图形中条纹中心线与第N幅编码条纹图中条纹的对应关系。

综上所述，根据本发明实施例的基于结构光的物体重构方法，通过同时具有宽条纹和细条纹的编码条纹图对目标物体进行编码，有效降低了在条纹图像中提取条纹的难度，提升了条纹提取的精度，进而提升成像质量与重建效果。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种编码条纹图的获取装置。

图13为本发明实施例的编码条纹图的获取装置的方框示意图。如图13所示，该编码条纹图的获取装置100包括：确定模块10、第一生成模块20和第二生成模块30。

其中，确定模块10用于根据视场大小和目标捕捉像素点数，确定编码条纹图的幅数N；第一生成模块20用于利用第一条纹和第二条纹生成前N-1幅编码条纹图；其中，所述第二条纹的宽度大于所述第一条纹的宽度；第二生成模块30利用所述第一条纹生成第N幅编码条纹图。

进一步地，第一生成模块20还用于：从第一幅编码条纹图开始，根据待生成的编码条纹图的编号，确定所述待生成的编码条纹图中所述第二条纹的第一数量；控制在所述视场内均匀设置所述第一数量的所述第二条纹，并且在相邻的第二条纹之间均匀设置至少一个所述第一条纹，以形成所述待生成的编码条纹图，直至第N-1幅编码条纹图。

进一步地，第一生成模块20还用于：当所述第一数量为偶数时，控制所述第二条纹按照两种亮度交替设置。

进一步地，所述第二条纹的宽度为所述第一条纹宽度的二倍。

进一步地，第一生成模块20和第二生成模块30还用于：控制每幅编码条纹图中的相邻条纹的亮度按照两种亮度交替设置。

需要说明的是，前述对编码条纹图的获取方法实施例的解释说明也适用于该实施例的编码条纹图的获取装置，此处不再赘述。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种基于结构光的重构装置。

图14为本发明实施例的基于结构光的重构装置的方框示意图。如图14所示，基于结构光的重构装置200，包括：编码条纹图的获取装置100、投影模块201、采集模块202和重建模块203。

其中，编码条纹图的获取装置100用于生成N幅编码条纹图；投影模块201用于将所述N幅编码条纹图投射至目标物体；采集模块202用于采集每幅编码条纹图在所述目标物体的表面所呈的条纹图像，并进行图像处理，以生成所述目标物体的点云图像；重建模块203用于根据所述点云图像对所述目标物体进行三维曲面重建。

进一步地，采集模块202还用于：对每幅条纹图像进行二值化处理；将前N-1幅的二值化条纹图像分别与第N幅二值化条纹图像进行异或计算，以获取N-1幅第一区域条纹图；将所述N-1幅第一区域条纹图进行区域编码，获取第一编码曲线图。

进一步地，采集模块202还用于：将前N-1幅的编码条纹图分别与第N幅编码条纹图进行异或计算，以获取N-1幅第二区域条纹图；将所述N-1幅第二区域条纹图进行区域编码，获取第二编码曲线图。

进一步地，采集模块202还用于：针对每个区域，从每幅目标区域条纹图中提取所述区域的亮度值；其中，所述目标区域条纹图为所述第一区域条纹图或者为所述第二区域条纹图；针对所述区域的每个亮度值，将所述亮度值与相应的目标区域条纹图的编码因子相乘，以获取所述区域在各幅所述目标区域条纹图中的第一编码值；将所述区域所有的第一编码值相加，得到所述区域的第二编码值；利用每个区域第二编码值进行组合，以获取编码曲线图。

需要说明的是，前述对基于结构光的重构方法实施例的解释说明也适用于该实施例的基于结构光的重构装置，此处不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种编码条纹图的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据视场大小和目标捕捉像素点数，确定编码条纹图的幅数N；

利用第一条纹和第二条纹生成前N-1幅编码条纹图；其中，所述第二条纹的宽度大于所述第一条纹的宽度；

利用所述第一条纹生成第N幅编码条纹图。

2.根据权利了要求1所述的编码条纹图的获取方法，其特征在于，所述利用第一条纹和第二条纹生成前N-1幅编码条纹图，包括：

从第一幅编码条纹图开始，根据待生成的编码条纹图的编号，确定所述待生成的编码条纹图中所述第二条纹的第一数量；

控制在所述视场内均匀设置所述第一数量的所述第二条纹，并且在相邻的第二条纹之间均匀设置至少一个所述第一条纹，以形成所述待生成的编码条纹图，直至第N-1幅编码条纹图。

3.根据权利了要求2所述的编码条纹图的获取方法，其特征在于，还包括：

当所述第一数量为偶数时，控制所述第二条纹按照两种亮度交替设置。

4.根据权利了要求1-3所述的编码条纹图的获取方法，其特征在于，还包括：

所述第二条纹的宽度为所述第一条纹宽度的二倍。

5.根据权利要求4所述的编码条纹图的获取方法，其特征在于，还包括：

控制每幅编码条纹图中的相邻条纹的亮度按照两种亮度交替设置。

6.一种基于结构光的重构方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用权1-5中任一项所述的方法，生成N幅编码条纹图；

将所述N幅编码条纹图投射至目标物体；

采集每幅编码条纹图在所述目标物体的表面所呈的条纹图像，并进行图像处理，以生成所述目标物体的点云图像；

根据所述点云图像对所述目标物体进行三维曲面重建。

7.根据权利要求6所述的基于结构光的重构方法，其特征在于，所述图像处理，还包括：

对每幅条纹图像进行二值化处理；

将前N-1幅的二值化条纹图像分别与第N幅二值化条纹图像进行异或计算，以获取N-1幅第一区域条纹图；

将所述N-1幅第一区域条纹图进行区域编码，获取第一区域编码矩阵图。

8.根据权利要求7所述的基于结构光的重构方法，其特征在于，所述图像处理，还包括：

将前N-1幅的编码条纹图分别与第N幅编码条纹图进行异或计算，以获取N-1幅第二区域条纹图；

将所述N-1幅第二区域条纹图进行区域编码，获取第二区域编码矩阵图。

9.根据权利要求7或8所述的基于结构光的重构方法，其特征在于，所述第一区域编码矩阵图/第二区域编码矩阵图由至少一行区域编码曲线图组成。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的基于结构光的重构方法，其特征在于，对目标区域条纹图进行区域编码，包括：

针对每个区域，从每幅目标区域条纹图中提取所述区域的亮度值；其中，所述目标区域条纹图为所述第一区域条纹图或者为所述第二区域条纹图；

针对所述区域的每个亮度值，将所述亮度值与相应的目标区域条纹图的编码因子相乘，以获取所述区域在各幅所述目标区域条纹图中的第一编码值；

将所述区域所有的第一编码值相加，得到所述区域的第二编码值；

利用每个区域第二编码值进行组合，以获取编码曲线图。

11.一种编码条纹图的获取装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于根据视场大小和目标捕捉像素点数，确定编码条纹图的幅数N；

第一生成模块，用于利用第一条纹和第二条纹生成前N-1幅编码条纹图；其中，所述第二条纹的宽度大于所述第一条纹的宽度；

第二生成模块，利用所述第一条纹生成第N幅编码条纹图。

12.一种基于结构光的重构装置，其特征在于，包括：

编码条纹图的获取装置，用于采用权1-5中任一项所述的方法，生成N幅编码条纹图；

投影模块，用于将所述N幅编码条纹图投射至目标物体；

采集模块，用于采集每幅编码条纹图在所述目标物体的表面所呈的条纹图像，并进行图像处理，以生成所述目标物体的点云图像；

重建模块，用于根据所述点云图像对所述目标物体进行三维曲面重建。

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