CN112766256A - 光栅相位图处理方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种光栅相位图处理方法、装置、电子设备及存储介质，所述方法包括：获取待处理的光栅相位图；基于聚类算法，对所述光栅相位图中异常的像素点的相位值进行修正，通过聚类算法，对光栅相位图中异常的像素点的相位值进行修正，以实现对光栅相位图的去噪修复，继而降低后续的三维重建及图像映射的误差。

Description

光栅相位图处理方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及图像处理技术领域，具体而言，涉及一种光栅相位图处理方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

现有的结构光相位解码系统中，由于拍摄视角、环境光、物体颜色等因素的影响，导致解码出的光栅相位图中存在较多异常的像素点，使得后续的三维重建及图像映射存在较大的误差。

发明内容

鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种光栅相位图处理方法、装置、电子设备及存储介质，以解决上述问题。

第一方面，本申请实施例提供一种光栅相位图处理方法，所述方法包括：获取待处理的光栅相位图；基于聚类算法，对所述光栅相位图中异常的像素点的相位值进行修正。

在上述实现过程中，通过聚类算法，对光栅相位图中异常的像素点的相位值进行修正，以实现对光栅相位图的去噪修复，继而降低后续的三维重建及图像映射的误差。

基于第一方面，在一种可能的设计中，所述基于聚类算法，对所述光栅相位图中异常的像素点的相位值进行修正，包括：确定出所述光栅相位图中的各列像素点的第一相位值；所述第一相位值为所述光栅相位图中的像素点在水平投影方向上的相位值；确定各列像素点的第一相位值中的最大值和最小值的第一差值；确定所述第一差值大于预设差值的列为异常列；对所述光栅相位图中所述异常列的像素点的第一相位值进行修正。

为了快速地对光栅相位图进行修正，在上述实现过程中，确定出光栅相位图中的各列像素点的第一相位值；其中，第一相位值为光栅相位图中的像素点在水平投影方向上的相位值；由于异常的列中的像素点的第一相位值中的最大值和最小值之间的第一差值会比较大，因此，根据各列的第一差值，快速地确定出第一差值大于预设差值的异常列，并对异常列中的像素点的第一相位值进行修正，继而实现对异常的区域的快速修正。

基于第一方面，在一种可能的设计中，所述方法还包括：确定出所述光栅相位图中的各行像素点的第二相位值；所述第二相位值为所述光栅相位图中的像素点在垂直投影方向上的所述相位值；确定各行像素点的第二相位值中的最大值和最小值的第二差值；确定所述第二差值大于所述预设差值的行为异常行；对应的，对所述光栅相位图中所述异常列的像素点的第一相位值进行修正，包括：对所述光栅相位图中所述异常列的像素点的第一相位值，以及所述异常行的像素点的第二相位值进行修正。

为了快速地对光栅相位图进行修正，在上述实现过程中，确定出光栅相位图中的各行像素点的第二相位值；其中，第二相位值为光栅相位图中的像素点在垂直投影方向上的相位值；由于异常的行中的像素点的第二相位值中的最大值和最小值之间的第二差值会比较大，因此，根据各列的第二差值，快速地确定出第二差值大于预设差值的异常行，并对异常行中的像素点的第二相位值进行修正，继而实现对异常的区域的快速修正。

基于第一方面，在一种可能的设计中，所述对所述光栅相位图中所述异常列的像素点的第一相位值进行修正，包括：针对每个异常列，对该异常列的像素点的第一相位值根据大小顺序进行排序，得到排序结果；从所述排序结果中的最小值开始，基于预设步长，将所述排序结果中的第一相位值划分为多个相位聚类簇；确定出各个相位聚类簇中包含的元素的数量；确定所述数量小于阈值的聚类簇为异常聚类簇；对所述光栅相位图中与所述异常聚类簇对应的像素点的第一相位值进行修正。

为了进一步确定异常列中存在异常的像素点，以避免对不需要的像素点进行修正，提高修正准确度，在上述实现过程中，针对每个异常的列，按照大小顺序，对列中的第一相位值进行排序，并根据排序结果和步长，将异常的列划分为多个聚类簇，由于异常的聚类簇中包含的元素的数量相对较少，因此，通过将数量小于阈值的簇中的第一相位值进行修正，避免对不需要修正的像素点进行修正，提高修正准确度。

基于第一方面，在一种可能的设计中，在所述确定出各个相位聚类簇中包含的元素的数量之后，所述方法还包括：从所述数量大于等于所述阈值的聚类簇中，确定出所述数量最小的待甄别聚类簇；根据所述待甄别聚类簇对应的像素点的坐标位置，确定出所述待甄别聚类簇对应的像素点的分布密度；确定出所述分布密度小于预设密度的目标聚类簇；对应的，所述对所述光栅相位图中与所述异常聚类簇对应的像素点的第一相位值进行修正，包括：对所述光栅相位图中所述异常聚类簇，以及所述目标聚类簇对应的像素点的第一相位值进行修正。

为了进一步确定出存在异常的簇，以进一步提高相位图的修正准确度，在上述实现过程中，通过从数量大于等于阈值的聚类簇中，确定出数量最小的待甄别聚类簇，由于异常的簇中的像素点的分布密度比较小，继而在确定出待甄别聚类簇的分布密度之后，对分布密度小于预设密度的目标聚类簇的第一相位值进行修正，以进一步提高相位图的修正准确度。

基于第一方面，在一种可能的设计中，在所述对所述光栅相位图中异常的像素点的相位值进行修正之后，所述方法还包括：基于预设移动步长，在初步修正后的光栅相位图中移动预设滑动窗口，确定出位于所述滑动窗口内的各个像素点；确定出所述滑动窗口内的像素点的所述第一相位值；针对所述滑动窗口内的每个像素点，确定该像素点的第一相位值是否满足第一规律；其中，所述第一规律为竖直方向上的像素点的第一相位值，从上至下依次递增；水平方向上的任意相邻两个像素点的第一相位值之间的差值小于预设门限值；在确定不满足所述第一规律时，基于所述第一规律和所述滑动窗口内的像素点中与该像素点相邻的像素点的第一相位值，对该像素点的第一相位值进行修正。

在上述实现过程中，为了保证修正后的相位图中的像素点的第一相位值之间的连续性，需要保证修正后的相位图中的像素点的第一相位值之间满足第一规律(即：竖直方向上的像素点的第一相位值，从上至下依次递增；水平方向上的任意相邻两个像素点的第一相位值之间的差值小于预设门限值)，因此，通过利用滑动窗口依次确定出相位图中的像素点，并确定出滑动窗口内的像素点的第一相位值；针对每个像素点的第一相位值，在第一相位值不满足第一规律时，基于第一规律和滑动窗口内的像素点中与该像素点相邻的像素点的第一相位值，对该像素点的第一相位值进行修正，以保证修正后的相位图中的像素点的第一相位值之间的连续性，最终保证相位图的修正精度。

基于第一方面，在一种可能的设计中，所述方法还包括：确定出所述滑动窗口内的像素点的所述第二相位值；针对所述滑动窗口内的每个像素点，确定该像素点的第二相位值是否满足第二规律；其中，所述第二规律为水平方向上的像素点的第二相位值，从左至右依次递增；竖直方向上的任意相邻两个像素点的第二相位值之间的差值小于所述预设门限值；在确定不满足所述第二规律时，基于所述第二规律和所述滑动窗口内的像素点中与该像素点相邻的像素点的第二相位值，对该像素点的第二相位值进行修正。

在上述实现过程中，为了保证修正后的相位图中的像素点的第二相位值之间的连续性，需要保证修正后的相位图中的像素点的第二相位值之间满足第二规律(即：水平方向上的像素点的第二相位值，从左至右依次递增；竖直方向上的任意相邻两个像素点的第二相位值之间的差值小于所述预设门限值)，因此，在确定出滑动窗口内的像素点的第二相位值之后，针对每个像素点的第二相位值，在第二相位值不满足第二规律时，基于第二规律和滑动窗口内的像素点中与该像素点相邻的像素点的第二相位值，对该像素点的第二相位值进行修正，以保证修正后的相位图中的像素点的第二相位值之间的连续性，最终保证相位图的修正精度。

第二方面，本申请实施例提供一种光栅相位图处理装置，所述装置包括：获取单元，用于获取待处理的光栅相位图；修正单元，用于基于聚类算法，对所述光栅相位图中异常的像素点的相位值进行修正。

基于第二方面，在一种可能的设计中，所述修正单元包括：第一相位值确定单元，用于确定出所述光栅相位图中的各列像素点的第一相位值；所述第一相位值为所述光栅相位图中的像素点在水平投影方向上的相位值；第一差值确定单元，用于确定各列像素点的第一相位值中的最大值和最小值的第一差值；异常列确定单元，用于确定所述第一差值大于预设差值的列为异常列；修正子单元，用于对所述光栅相位图中所述异常列的像素点的第一相位值进行修正。

基于第二方面，在一种可能的设计中，所述装置还包括：第二相位值确定单元，用于确定出所述光栅相位图中的各行像素点的第二相位值；所述第二相位值为所述光栅相位图中的像素点在垂直投影方向上的所述相位值；第二差值确定单元，用于确定各行像素点的第二相位值中的最大值和最小值的第二差值；异常行确定单元，用于确定所述第二差值大于所述预设差值的行为异常行；对应的，所述修正子单元，具体用于对所述光栅相位图中所述异常列的像素点的第一相位值，以及所述异常行的像素点的第二相位值进行修正。

基于第二方面，在一种可能的设计中，所述修正子单元，包括：排序单元，用于针对每个异常列，对该异常列的像素点的第一相位值根据大小顺序进行排序，得到排序结果；相位簇划分单元，用于从所述排序结果中的最小值开始，基于预设步长，将所述排序结果中的第一相位值划分为多个相位聚类簇；数量确定单元，用于确定出各个相位聚类簇中包含的元素的数量；异常簇确定单元，用于确定所述数量小于阈值的聚类簇为异常聚类簇；子修正单元，用于对所述光栅相位图中与所述异常聚类簇对应的像素点的第一相位值进行修正。

基于第二方面，在一种可能的设计中，所述装置还包括：确定单元，用于从所述数量大于等于所述阈值的聚类簇中，确定出所述数量最小的待甄别聚类簇；密度确定单元，用于根据所述待甄别聚类簇对应的像素点的坐标位置，确定出所述待甄别聚类簇对应的像素点的分布密度；筛选单元，用于确定出所述分布密度小于预设密度的目标聚类簇；对应的，所述子修正单元，具体用于对所述光栅相位图中所述异常聚类簇，以及所述目标聚类簇对应的像素点的第一相位值进行修正。

基于第二方面，在一种可能的设计中，所述装置还包括：像素点确定单元，用于基于预设移动步长，在初步修正后的光栅相位图中移动预设滑动窗口，确定出位于所述滑动窗口内的各个像素点；第一确定单元，用于确定出所述滑动窗口内的像素点的所述第一相位值；第一判断单元，用于针对所述滑动窗口内的每个像素点，确定该像素点的第一相位值是否满足第一规律；其中，所述第一规律为竖直方向上的像素点的第一相位值，从上至下依次递增；水平方向上的任意相邻两个像素点的第一相位值之间的差值小于预设门限值；第一修正单元，用于在确定不满足所述第一规律时，基于所述第一规律和所述滑动窗口内的像素点中与该像素点相邻的像素点的第一相位值，对该像素点的第一相位值进行修正。

基于第二方面，在一种可能的设计中，所述装置还包括：第二确定单元，用于确定出所述滑动窗口内的像素点的所述第二相位值；第二判断单元，用于针对所述滑动窗口内的每个像素点，确定该像素点的第二相位值是否满足第二规律；其中，所述第二规律为水平方向上的像素点的第二相位值，从左至右依次递增；竖直方向上的任意相邻两个像素点的第二相位值之间的差值小于所述预设门限值；第二修正单元，用于在确定不满足所述第二规律时，基于所述第二规律和所述滑动窗口内的像素点中与该像素点相邻的像素点的第二相位值，对该像素点的第二相位值进行修正。

第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括处理器以及与所述处理器连接的存储器，所述存储器内存储计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述电子设备执行第一方面所述的方法。

第四方面，本申请实施例提供一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，使得所述计算机执行第一方面所述的方法。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

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光栅相位图处理方法的流程示意图。

图2为本申请实施例提供的待处理的光栅相位图的示意图。

图3为本申请实施例提供的初步修正后的光栅相位图的示意图。

图4为本申请实施例提供的进一步修正后的光栅相位图的示意图。

图5为本申请实施例提供的光栅相位图处理装置的结构示意图。

图6为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

图标：500-光栅相位图处理装置；510-获取单元；520-修正单元；600-电子设备；601-处理器；602-存储器；603-通信接口。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

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。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种光栅相位图处理方法的流程图，下面将对图1所示的流程进行详细阐述，所述方法包括步骤：S11和S12。

S11：获取待处理的光栅相位图。

S12：基于聚类算法，对所述光栅相位图中异常的像素点的相位值进行修正。

下面对上述方法进行详细介绍。

S11：获取待处理的光栅相位图。

在实际实施过程中，S11可以按照如下方式实施，通过结构光系统采集光栅图像，通过对光栅图像进行解码，得到待处理的光栅相位图。其中，图2给出了待处理的光栅相位图的示意图。

作为一种实施方式，S11也可以按照如下方式实施，直接从第三方获取待处理的光栅相位图；或者从预先存储的待处理的光栅相位图中，选取出一张待处理的光栅相位图。

在获取到光栅相位图之后，执行步骤S12。

S12：基于聚类算法，对所述光栅相位图中异常的像素点的相位值进行修正。

在实际实施过程中，S12可以按照如下方式实施，基于聚类算法，确定出光栅相位图中存在异常的像素点，通过将光栅相位图中存在异常的像素点的相位值重置为预设值，以修正存在异常的像素点的相位值，继而实现对光栅相位图的修正。

其中，所述预设值为经验值。

作为一种实施方式，S12包括步骤A1-A4。

A1：确定出所述光栅相位图中的各列像素点的第一相位值；所述第一相位值为所述光栅相位图中的像素点在水平投影方向上的相位值。

在实际实施过程中，A1可以按照如下方式实施，针对所述光栅相位图中的每列像素点，确定出该列像素点中的各个像素点的第一相位值，其中，第一相位值为该像素点在水平投影方向上的相位值。

其中，确定光栅相位图中的各个像素点在水平投影方向上的相位值的具体实施方式为本领域熟知技术，因此，在此不再赘述。

A2：确定各列像素点的第一相位值中的最大值和最小值的第一差值。

在实际实施过程中，A2可以按照如下方式实施，针对每列像素点，从该列像素点的第一相位值中，确定出最大值和最小值，继而确定出最大值和最小值的第一差值。

A3：确定所述第一差值大于预设差值的列为异常列。

在实际实施过程中，A3可以按照如下方式实施，针对每列像素点，确定该列像素点所对应的第一差值是否大于预设差值，在确定大于预设差值时，确定该列为异常列；反之，确定该列不为异常列。

在确定出异常列之后，执行步骤A4。

A4：对所述光栅相位图中所述异常列的像素点的第一相位值进行修正。

在实际实施过程中，A4可以按照如下方式实施，针对光栅相位图中的每个异常列，将该异常列的像素点的第一相位值重置为预设值，以修正该异常列的像素点的第一相位值。

其中，所述预设值为经验值。

作为一种实施方式，步骤A4包括步骤A41-A45。

A41：针对每个异常列，对该异常列的像素点的第一相位值根据大小顺序进行排序，得到排序结果。

在实际实施过程中，A41可以按照如下方式实施，针对每个异常列，按照从小到大或者从大到小的顺序，对该异常的列的像素点的第一相位值进行排序，得到排序结果。

A42：从所述排序结果中的最小值开始，基于预设步长，将所述排序结果中的第一相位值划分为多个相位聚类簇。

其中，所述预设步长为经验值，预设步长和光栅相位图的分辨率以及光栅相位图中的像素点的相位值的大小分布有关，在本实施例中，预设步长为20，在其他实施例中，预设步长也可为其他值。

在实际实施过程中，A42可以按照如下方式实施，确定出排序结果中的最小值，并基于该最小值和预设步长，确定第一相位聚类簇的取值范围，即第一相位聚类簇的取值范围的两个端点分别为：该最小值与预设步长的差，以及该最小值与预设步长的和；接着，将排序结果中属于第一相位聚类簇的取值范围的元素，划入第一相位聚类簇；接着，若排序结果中除第一相位聚类簇以外的剩余的元素的数量为至少两个时，确定出剩余的元素中的最小值，并基于该最小值和预设步长，确定第二相位聚类簇的取值范围，即第二相位聚类簇的取值范围的两个端点分别为：该最小值与预设步长的差，以及该最小值与预设步长的和；接着，将剩余的元素中属于第二相位聚类簇的取值范围的值，划入第二相位聚类簇；以此类推，直至排序结果中未被划分为相位聚类簇中的元素的数量为一个时，将未被划分为相位聚类簇中的元素，单独划分为一个相位聚类簇。

例如，在所述排序结果为[1,2,2,2,2,3,5,8,10,15]，预设步长为3时，那么以排序结果中的最小值1为起点值，并根据预设步长，确定第一个相位聚类簇的取值范围，即第一相位聚类簇的取值范围为[1-3,1+3]->[-2,4]，从排序结果中的最小值1开始，将排序结果中属于取值范围[-2,4]内的元素划入第一相位聚类簇，即第一相位聚类簇中的元素包括[1,2,2,2,2,3]；

针对排序结果除第一相位聚类簇以外的剩余的元素(即[5,8,10,15])，以剩余的元素中的最小值5为起点，并根据预设步长，确定出第二个相位聚类簇的取值范围，即第二相位聚类簇的取值范围为[5-3,5+3]->[2,8]，从5开始，将剩余的元素中属于取值范围[2,8]内的元素划入第二相位聚类簇，即第二相位聚类簇中的元素包括[5,8]；

针对排序结果除第一相位聚类簇和第二相位聚类簇以外的剩余的元素(即[10,15])，以剩余的元素中的最小值10为起点，并根据预设步长，确定出第三相位聚类簇的取值范围，即第三相位聚类簇的取值范围为[10-3,10+3]->[7,13]，从10开始，将剩余的元素中属于取值范围[7,13]内的元素划入第三相位聚类簇，即第三相位聚类簇中的值包括[10]；

最后，在排序结果中除第一相位聚类簇、第二相位聚类簇和第三相位聚类簇以外的剩余的元素的数量为一个时，将该剩余的元素15划分为第四相位聚类簇。

针对每个异常列，在确定出该异常列所对应的各个相位聚类簇之后，执行步骤A43。

A43：确定出各个相位聚类簇中包含的元素的数量。

A44：确定所述数量小于阈值的聚类簇为异常聚类簇。

其中，所述阈值为经验值，其中，所述阈值与光栅相位图的分辨率，以及获取光栅相位图所用的拍摄距离有关，在拍摄距离和分辨率一定的情况下，阈值为物体的最小有效像素个数，在本实施例中，所述阈值为100，在其他实施例中，所述阈值也可也为其他值。

在实际实施过程中，A44可以按照如下方式实施，针对每个相位聚类簇，在确定该相位聚类簇中包含的元素的数量小于阈值时，确定该相位聚类簇为异常相位聚类簇；反之，确定该相位聚类簇不为异常相位聚类簇。

在确定出异常相位聚类簇之后，执行步骤A45。

A45：对所述光栅相位图中与所述异常聚类簇对应的像素点的第一相位值进行修正。

在实际实施过程中，A45可以按照如下方式实施，针对每个异常聚类簇，从该异常聚类簇所对应的异常列的像素点中，确定出该异常聚类簇中的元素所对应的像素点，将所述光栅相位图中，与该异常聚类簇对应的像素点的第一相位值设置为预设值，以修正该异常聚类簇对应的像素点的第一相位值。

作为一种实施方式，在步骤A43之后，所述方法还包括步骤B1-B3。

B1：从所述数量大于等于所述阈值的聚类簇中，确定出所述数量最小的待甄别聚类簇。

在实际实施过程中，B1可以按照如下方式实施，针对每个异常列，从该异常列所对应的相位聚类簇中，确定出元素的数量大于等于阈值的聚类簇，继而从元素的数量大于等于阈值的聚类簇中，确定出元素的数量最小的待甄别聚类簇。

在确定出待甄别聚类簇之后，执行步骤B2。

B2：根据所述待甄别聚类簇对应的像素点的坐标位置，确定出所述待甄别聚类簇对应的像素点的分布密度。

在实际实施过程中，B2可以按照如下方式实施，针对每个待甄别聚类簇，从该甄别聚类簇所对应的异常列的像素点中，确定出该待甄别聚类簇中的元素所对应的像素点，继而确定出该待甄别聚类簇所对应的像素点在光栅相位图中的坐标位置，并根据对应的像素点在光栅相位图中的坐标位置，确定出包含待甄别聚类簇对应的像素点的最小区域面积，从而根据待甄别聚类簇对应的区域面积和像素点的数量，确定出待甄别聚类簇对应的像素点的分布密度。

其中，根据区域面积和像素点的数量，确定出像素点的分布密度的具体实施方式为本领域熟知技术，因此，在此不再赘述。

在确定出待甄别聚类簇对应的像素点的分布密度之后，执行步骤B3。

B3：确定出所述分布密度小于预设密度的目标聚类簇。

其中，所述预设密度为经验值。在本实施例中，预设密度为0.5，在其他实施例中，预设密度也可也为0.4或者0.6等。

在实际实施过程中，B3可以按照如下方式实施，针对每个待甄别聚类簇，确定该甄别聚类簇对应的像素点的分布密度小于预设密度时，确定该甄别聚类簇为目标聚类簇；反之，确定该甄别聚类簇不为目标聚类簇。

对应的，步骤A45包括：对所述光栅相位图中所述异常聚类簇，以及所述目标聚类簇对应的像素点的第一相位值进行修正。

作为一种实施方式，所述方法还包括步骤C1-C3。

C1：确定出所述光栅相位图中的各行像素点的第二相位值；所述第二相位值为所述光栅相位图中的像素点在垂直投影方向上的所述相位值。

在实际实施过程中，C1可以按照如下方式实施，针对所述光栅相位图中的每列像素点，确定出该列像素点中的各个像素点的第二相位值，其中，第二相位值为该像素点在水平投影方向上的相位值。

其中，确定光栅相位图中的各个像素点在垂直投影方向上的相位值的具体实施方式为本领域熟知技术，因此，在此不再赘述。

值得一提的是，针对每个像素点，该像素点的第二相位值和第一相位值可能相等，也可能不等。

C2：确定各行像素点的第二相位值中的最大值和最小值的第二差值。

C3：确定所述第二差值大于所述预设差值的行为异常行。

其中，步骤C2-C3的具体实施方式可以参照步骤A1-A3，因此，在此不再赘述。

对应的，步骤A4包括：对所述光栅相位图中所述异常列的像素点的第一相位值，以及所述异常行的像素点的第二相位值进行修正。

作为一种实施方式，在步骤C3之后，所述方法还包括步骤D。

D：对所述光栅相位图中所述异常行的像素点的第二相位值进行修正。

其中，步骤D的具体实施方式可以参照步骤A4，因此，在此不再赘述。

作为一种实施方式，在S12之后，所述方法还包括步骤E1-E4。

E1：基于预设移动步长，在初步修正后的光栅相位图中移动预设滑动窗口，确定出位于所述滑动窗口内的各个像素点。

其中，滑动窗口为N*N的正方形，N为奇数，且N大于等于3个像素点。

为了实现更准确地修正初步修正后的光栅相位图，因此，在本实施例中，预设步长设置为1个像素点。

在其他实施例中，预设步长也可以设置为2个像素点或者3个像素点。

在实际实施过程中，E1可以按照如下方式实施，在利用步骤S12得到初步修正后的光栅相位图(如图3所示)之后，将滑动窗口置于初步修正后的光栅相位图中的左上角，并确定出位于该滑动窗口内的像素点；继而基于预设步长，从左至右，从上至下，在初步修正后的光栅相位图中依次移动滑动窗口，其中，滑动窗口每移动一个预设步长，均会确定出当前时刻位于滑动窗口内的像素点。

作为一种实施方式，E1可以按照如下方式实施，将滑动窗口置于初步修正后的光栅相位图中的右上角，并确定出位于该滑动窗口内的像素点；接着，基于预设步长，从右至左，从上至下，在初步修正后的光栅相位图中依次移动滑动窗口，其中，滑动窗口每移动一个预设步长，均会确定出当前时刻位于滑动窗口内的像素点。

在确定出位于滑动窗口内的像素点之后，执行步骤E2。

E2：确定出所述滑动窗口内的像素点的所述第一相位值。

在实际实施过程中，E2可以按照如下方式实施，确定出滑动窗口内的各个像素点的第一相位值。

E3：针对所述滑动窗口内的每个像素点，确定该像素点的第一相位值是否满足第一规律；其中，所述第一规律为竖直方向上的像素点的第一相位值，从上至下依次递增；水平方向上的任意相邻两个像素点的第一相位值之间的差值小于预设门限值。

其中，预设门限值为经验值，在本实施例中，预设门限值为0.3，在其他实施例中，预设门限值也可为0.2。其中，预设门限值与格雷码最小周期内的像素个数有关。

例如，一般一个完整的相位周期为2π，若最小周期内的像素个数为16，则预设门限值为0.3926，在实际实施过程中也可适当调整该预设门限值。

针对滑动窗口内的像素点，确定滑动窗口内的各个像素点的第一相位值，针对滑动窗口内的每个像素点，根据该滑动窗口内的各个像素点的位置，以及各个像素点的第一相位值，确定该像素点是否满足第一规律。

例如，N＝3个像素点，滑动窗口内的9个像素点的第一相位值如表1所示，则可以确定表1中只有位于第二行和第二列的元素2.6不满足第一规律。

12.5	12.4	12.3
			13.5	2.6	13.7
14.5	14.6	14.7

表1

E4：在确定不满足所述第一规律时，基于所述第一规律和所述滑动窗口内的像素点中与该像素点相邻的像素点的第一相位值，对该像素点的第一相位值进行修正。

针对不满足第一规律的像素点，根据该像素点在滑动窗口内的位置，从滑动窗口内确定出与该像素点相邻的像素点，继而根据相邻的像素点的第一相位值和第一规律，对该像素点的第一相位值进行修正，以使修正后的像素点的第一相位值满足第一规律。

例如，在确定表1中的第二行和第二列的元素2.6不满足第一规律时，确定出与表1中的2.6相邻的元素的值(即第一行第二列中的元素的值12.4、第二行第一列中的元素的值13.5、第二行第三列中的元素的值13.7和第三行第二列中的元素的值14.6)，然后，基于表1中与第二行和第二列的元素相邻的元素的值和第一规律，将与该第二行第二列的元素所对应的像素点的第一相位值重置为13.6，以使修正后的像素点的第一相位值满足第一规律。

作为一种实施方式，在步骤E1之后，所述方法还包括步骤F1-F3。

F1：确定出所述滑动窗口内的像素点的所述第二相位值。

在实际实施过程中，F1可以按照如下方式实施，确定出滑动窗口内的各个像素点的第二相位值。

F2：针对所述滑动窗口内的每个像素点，确定该像素点的第二相位值是否满足第二规律；其中，所述第二规律为水平方向上的像素点的第二相位值，从左至右依次递增；竖直方向上的任意相邻两个像素点的第二相位值之间的差值小于所述预设门限值。

其中，F2的具体实施方式可以参照步骤E2，因此，在此不再赘述。

例如，N＝3个像素点，滑动窗口内的9个像素点的第一相位值如表2所示，则可以确定表2中只有位于第二行和第二列的元素2.5不满足第一规律。

12.5	13.5	14.5
			12.4	2.5	14.7
12.3	13.7	14.6

表2

F3：在确定不满足所述第二规律时，基于所述第二规律和所述滑动窗口内的像素点中与该像素点相邻的像素点的第二相位值，对该像素点的第二相位值进行修正。

其中，F3的具体实施方式可以参照步骤E3，因此，在此不再赘述。

例如，在确定表2中的第二行和第二列的元素2.5不满足第二规律时，确定出与表1中的2.5相邻的元素的值(即第一行第二列中的元素的值13.5、第二行第一列中的元素的值12.4、第二行第三列中的元素的值14.7和第三行第二列中的元素的值13.7)，然后，基于表2中与第二行和第二列的元素相邻的元素的值和第二规律，将与该第二行第二列的元素所对应的像素点的第一相位值重置为13.6，以使修正后的像素点的第一相位值满足第二规律。

值得一提的是，在利用步骤E1-E3和步骤F1-F3对初步修正后的光栅相位图修正(如图3所示)之后，得到进一步修正后光栅相位图(如图4所示)。

请参照图5，图5是本申请实施例提供的一种光栅相位图处理装置500的结构框图。下面将对图5所示的结构框图进行阐述，所示装置包括：

获取单元510，用于获取待处理的光栅相位图。

修正单元520，用于基于聚类算法，对所述光栅相位图中异常的像素点的相位值进行修正。

作为一种实施方式，所述修正单元520包括：第一相位值确定单元，用于确定出所述光栅相位图中的各列像素点的第一相位值；所述第一相位值为所述光栅相位图中的像素点在水平投影方向上的相位值；第一差值确定单元，用于确定各列像素点的第一相位值中的最大值和最小值的第一差值；异常列确定单元，用于确定所述第一差值大于预设差值的列为异常列；修正子单元，用于对所述光栅相位图中所述异常列的像素点的第一相位值进行修正。

作为一种实施方式，所述装置还包括：第二相位值确定单元，用于确定出所述光栅相位图中的各行像素点的第二相位值；所述第二相位值为所述光栅相位图中的像素点在垂直投影方向上的所述相位值；第二差值确定单元，用于确定各行像素点的第二相位值中的最大值和最小值的第二差值；异常行确定单元，用于确定所述第二差值大于所述预设差值的行为异常行；对应的，所述修正子单元，具体用于对所述光栅相位图中所述异常列的像素点的第一相位值，以及所述异常行的像素点的第二相位值进行修正。

作为一种实施方式，所述修正子单元，包括：排序单元，用于针对每个异常列，对该异常列的像素点的第一相位值根据大小顺序进行排序，得到排序结果；相位簇划分单元，用于从所述排序结果中的最小值开始，基于预设步长，将所述排序结果中的第一相位值划分为多个相位聚类簇；数量确定单元，用于确定出各个相位聚类簇中包含的元素的数量；异常簇确定单元，用于确定所述数量小于阈值的聚类簇为异常聚类簇；子修正单元，用于对所述光栅相位图中与所述异常聚类簇对应的像素点的第一相位值进行修正。

作为一种实施方式，所述装置还包括：确定单元，用于从所述数量大于等于所述阈值的聚类簇中，确定出所述数量最小的待甄别聚类簇；密度确定单元，用于根据所述待甄别聚类簇对应的像素点的坐标位置，确定出所述待甄别聚类簇对应的像素点的分布密度；筛选单元，用于确定出所述分布密度小于预设密度的目标聚类簇；对应的，所述子修正单元，具体用于对所述光栅相位图中所述异常聚类簇，以及所述目标聚类簇对应的像素点的第一相位值进行修正。

作为一种实施方式，所述装置还包括：像素点确定单元，用于基于预设移动步长，在初步修正后的光栅相位图中移动预设滑动窗口，确定出位于所述滑动窗口内的各个像素点；第一确定单元，用于确定出所述滑动窗口内的像素点的所述第一相位值；第一判断单元，用于针对所述滑动窗口内的每个像素点，确定该像素点的第一相位值是否满足第一规律；其中，所述第一规律为竖直方向上的像素点的第一相位值，从上至下依次递增；水平方向上的任意相邻两个像素点的第一相位值之间的差值小于预设门限值；第一修正单元，用于在确定不满足所述第一规律时，基于所述第一规律和所述滑动窗口内的像素点中与该像素点相邻的像素点的第一相位值，对该像素点的第一相位值进行修正。

作为一种实施方式，所述装置还包括：第二确定单元，用于确定出所述滑动窗口内的像素点的所述第二相位值；第二判断单元，用于针对所述滑动窗口内的每个像素点，确定该像素点的第二相位值是否满足第二规律；其中，所述第二规律为水平方向上的像素点的第二相位值，从左至右依次递增；竖直方向上的任意相邻两个像素点的第二相位值之间的差值小于所述预设门限值；第二修正单元，用于在确定不满足所述第二规律时，基于所述第二规律和所述滑动窗口内的像素点中与该像素点相邻的像素点的第二相位值，对该像素点的第二相位值进行修正。

本实施例对的各功能单元实现各自功能的过程，请参见上述图1所示实施例中描述的内容，此处不再赘述。

请参照图6，图6为本申请实施例提供的一种电子设备600的结构示意图，电子设备600可以是个人电脑、平板电脑、智能手机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等。

电子设备600可以包括：存储器602、处理器601、通信接口603和通信总线，通信总线用于实现这些组件的连接通信。

所述存储器602用于存储本申请实施例提供的光栅相位图处理方法和装置对应的计算程序指令等各种数据，其中，存储器602可以是，但不限于，随机存取存储器，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。

处理器601用于读取并运行存储于存储器中的光栅相位图处理方法和装置对应的计算机程序指令，以获取待处理的光栅相位图；基于聚类算法，对所述光栅相位图中异常的像素点的相位值进行修正。

其中，处理器601可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器601可以是通用处理器，包括CPU、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

通信接口603，用于接收或者发送数据。

此外，本申请实施例还提供了一种存储介质，在该存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，使得所述计算机执行本申请任一项实施方式所提供的方法。

综上所述，本申请各实施例提出的光栅相位图处理方法、装置、电子设备及存储介质，通过聚类算法，对光栅相位图中异常的像素点的相位值进行修正，以实现对光栅相位图的去噪修复，继而降低后续的三维重建及图像映射的误差。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的装置来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

Claims (10)

1.一种光栅相位图处理方法，其特征在于，所述方法包括：

获取待处理的光栅相位图；

基于聚类算法，对所述光栅相位图中异常的像素点的相位值进行修正。

2.根据权利要求1所述的方法，所述基于聚类算法，对所述光栅相位图中异常的像素点的相位值进行修正，包括：

确定出所述光栅相位图中的各列像素点的第一相位值；所述第一相位值为所述光栅相位图中的像素点在水平投影方向上的相位值；

确定各列像素点的第一相位值中的最大值和最小值的第一差值；

确定所述第一差值大于预设差值的列为异常列；

对所述光栅相位图中所述异常列的像素点的第一相位值进行修正。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定出所述光栅相位图中的各行像素点的第二相位值；所述第二相位值为所述光栅相位图中的像素点在垂直投影方向上的所述相位值；

确定各行像素点的第二相位值中的最大值和最小值的第二差值；

确定所述第二差值大于所述预设差值的行为异常行；

对应的，对所述光栅相位图中所述异常列的像素点的第一相位值进行修正，包括：

对所述光栅相位图中所述异常列的像素点的第一相位值，以及所述异常行的像素点的第二相位值进行修正。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述光栅相位图中所述异常列的像素点的第一相位值进行修正，包括：

针对每个异常列，对该异常列的像素点的第一相位值根据大小顺序进行排序，得到排序结果；

从所述排序结果中的最小值开始，基于预设步长，将所述排序结果中的第一相位值划分为多个相位聚类簇；

确定出各个相位聚类簇中包含的元素的数量；

确定所述数量小于阈值的聚类簇为异常聚类簇；

对所述光栅相位图中与所述异常聚类簇对应的像素点的第一相位值进行修正。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述确定出各个相位聚类簇中包含的元素的数量之后，所述方法还包括：

从所述数量大于等于所述阈值的聚类簇中，确定出所述数量最小的待甄别聚类簇；

根据所述待甄别聚类簇对应的像素点的坐标位置，确定出所述待甄别聚类簇对应的像素点的分布密度；

确定出所述分布密度小于预设密度的目标聚类簇；

对应的，所述对所述光栅相位图中与所述异常聚类簇对应的像素点的第一相位值进行修正，包括：

对所述光栅相位图中所述异常聚类簇，以及所述目标聚类簇对应的像素点的第一相位值进行修正。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述对所述光栅相位图中异常的像素点的相位值进行修正之后，所述方法还包括：

基于预设移动步长，在初步修正后的光栅相位图中移动预设滑动窗口，确定出位于所述滑动窗口内的各个像素点；

确定出所述滑动窗口内的像素点的所述第一相位值；

针对所述滑动窗口内的每个像素点，确定该像素点的第一相位值是否满足第一规律；其中，所述第一规律为竖直方向上的像素点的第一相位值，从上至下依次递增；水平方向上的任意相邻两个像素点的第一相位值之间的差值小于预设门限值；

在确定不满足所述第一规律时，基于所述第一规律和所述滑动窗口内的像素点中与该像素点相邻的像素点的第一相位值，对该像素点的第一相位值进行修正。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定出所述滑动窗口内的像素点的所述第二相位值；

针对所述滑动窗口内的每个像素点，确定该像素点的第二相位值是否满足第二规律；其中，所述第二规律为水平方向上的像素点的第二相位值，从左至右依次递增；竖直方向上的任意相邻两个像素点的第二相位值之间的差值小于所述预设门限值；

在确定不满足所述第二规律时，基于所述第二规律和所述滑动窗口内的像素点中与该像素点相邻的像素点的第二相位值，对该像素点的第二相位值进行修正。

8.一种光栅相位图处理装置，其特征在于，所述装置包括：

获取单元，用于获取待处理的光栅相位图；

修正单元，用于基于聚类算法，对所述光栅相位图中异常的像素点的相位值进行修正。

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被所述处理器读取并运行时，执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被计算机读取并运行时，执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。

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