CN112866664B - 一种光栅解码方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

一种光栅解码方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种光栅解码方法、装置、电子设备及存储介质。该光栅解码方法，包括获取光栅投影的投影图像；解码正弦相移光栅图像得到主相位图像；根据所获取的投影图像对待测像素点分区域进行归类处理，得到多个按照时序排列的二值化图像；根据多个按照时序排列的二值化图像计算得到各个待测像素点的十进制格雷码值并转换为二进制，得到一幅二进制图像；根据二进制图像以及主相位图像联合进行相位解包裹，得到绝对相位图。由于本申请采用一种正弦相移加互补格雷码并结合小周期偏移的光栅编码方式，降低了干扰处像素的误判率，提高了解码的准确率。

Description

一种光栅解码方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及三维重建技术领域，具体而言，涉及一种光栅解码方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
现有的结构光编码技术中，有二进制、格雷码、多频外差、RGB格雷码、格雷码加相移、互补格雷码等多种编码方式，不同的编码方式，在不同环境下有着各自的优缺点。
就目前已有的编码方式，多数采用设定阈值的方式进行解码，在对有环境光干扰的光栅进行解码时，往往效果不佳，多数情况将干扰处像素当作异常值进行剔除或误判，导致最终解码率不高。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种光栅解码方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决存在环境光干扰时，对干扰处像素的剔除或误判导致解码率不高的技术问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种光栅解码方法，包括以下步骤：
获取光栅投影的投影图像，所述光栅投影为投影设备向待测物投影生成；所述投影图像包括正弦相移光栅图像、正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列、偏移格雷码光栅图像序列以及亮暗背景光栅图像，其中，每一图像序列包括多个按照同一时序排序的图像，所述反向格雷码光栅图像序列、偏移格雷码光栅图像序列的排列时序与所述正向格雷码光栅图像序列的排列时序一致；
根据所述正弦相移光栅图像生成主相位图像；
根据所述正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列、偏移格雷码光栅图像序列以及亮暗背景光栅图像对待测像素点分区域进行归类处理，得到多个按照时序排列的二值化图像，其中，所述二值化图像的排列时序与所述正向格雷码光栅图像的排列时序一致；
将多个按照时序排列的二值化图像代入格雷码时间序列求取公式计算得到各个待测像素点的十进制格雷码值并转换为二进制，得到一幅二进制图像；
根据所述二进制图像以及主相位图像联合进行相位解包裹，得到绝对相位图。
在上述过程中，通过获取正弦相移光栅图像、正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列、偏移格雷码光栅图像序列以及亮暗背景光栅图像，根据正弦相移光栅图像生成主相位图像，再根据正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列、偏移格雷码光栅图像序列以及亮暗背景光栅图像对待测像素点分区域进行归类处理，得到多个按照时序排列的二值化图像，将多个按照时序排列的二值化图像代入格雷码时间序列求取公式计算得到各个待测像素点的十进制格雷码值并转换为二进制，得到一幅二进制图像，将所得到的二进制图像与已求得的主相位图像联合进行相位解包裹，最终完成解码过程，得到绝对相位图。由于采用了正弦相移加互补格雷码值并结合小周期偏移的光栅编码方式并对其进行解码，降低了干扰像素点的误判率，提高了解码的准确率。
可选的，根据所述正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列、偏移格雷码光栅图像序列以及亮暗背景光栅图像对待测像素点分区域进行归类处理，得到多个按照时序排列的二值化图像，包括：
基于所述主相位图像对所述待测像素点进行周期性限制，将所述待测像素点按照主相位值划分为中间区域以及左、右边界区域三个区域；
分别对所述中间区域、以及左、右边界区域的待测像素点进行归类处理，得到多个按照时序排列的二值化图像。
在上述过程中，基于所述主相位图像对所述待测像素点进行周期性限制，并将待测像素点划分为中间区域以及左、右边界区域这三个区域，分区域对待测像素点进行归类，使得待测像素点的归类结果更加的精确化。
可选的，所述分别对所述中间区域、以及左、右边界区域的待测像素点进行归类处理，得到多个按照时序排列的二值化图像，包括：
对所述中间区域的待测像素点进行归类处理，得到每一对应时序的二值化图像的中间区域部分；
对所述左、右边界区域的待测像素点进行归类处理，得到每一对应时序的二值化图像的左、右边界区域部分；
基于每一对应时序的二值化图像的中间区域部分和每一对应时序的二值化图像的左、右边界区域部分得到每一对应时序的二值化图像，得到多个按照时序排列的二值化图像。
可选的，所述对所述中间区域的待测像素点进行归类处理，得到每一对应时序的二值化图像的中间区域部分，包括：
遍历正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列，联合提取得到每一待测像素点的最大亮度值Lmax和最小和亮度值Lmin；
获取每一对应时序的正向格雷码光栅图像、反向格雷码光栅图像的中间区域的区域像素点的正向亮度值Lp以及反向亮度值Linv；
根据所述最大亮度值Lmax和所述最小亮度值Lmin以及光强计算公式计算出每一待测像素点的直接光强Ld和间接光强Lg；
根据所述直接光强Ld、间接光强Lg、正向亮度值Lp和反向亮度值Linv得到每一对应时序的二值化图像的中间区域部分。
可选的，所述对所述左、右边界区域的待测像素点进行归类处理，得到每一对应时序的二值化图像的左、右边界区域部分，包括：
获取所述亮暗背景光栅图像的纯亮背景亮度值Lbright以及纯暗背景亮度值Lblack；
获取每一对应时序的偏移格雷码光栅图像的左、右边界区域像素点的偏移亮度值Lshift；
获取每一对应时序的正向格雷码光栅图像、反向格雷码光栅图像的左、右边界区域像素点的正向求和亮度值∑Lp和反向求和亮度值∑Linv；
根据所述纯亮背景亮度值Lbright、纯暗背景亮度值Lblack、偏移亮度值Lshift、正向求和亮度值∑Lp和反向求和亮度值∑Linv得到每一对应时序的二值化图像的左、右边界区域部分。
在上述过程中，分别提取不同区域待测像素点归类所需的亮度值，更精细化的对像素点进行二值化归类，提高了干扰处对像素点进行归类的准确率，进而提高了解码率。
可选的，所述根据所述直接光强Ld、间接光强Lg、正向亮度值Lp和反向亮度值Linv得到每一对应时序的二值化图像的中间区域部分，包括：
将直接光强小于直接光强最小阈值的中间区域像素点归类为无效像素点；
对于直接光强不小于直接光强最小阈值的中间区域像素点，将满足Ld＞Lg且Lp＞Linv的中间区域像素点归类为1，将满足Ld＞Lg且Lp＜Linv的中间区域像素点归类为0，将满足Lp＜Ld且Linv＞Lg的中间区域像素点归类为0，将满足Lp＞Lg且Linv＜Ld的中间区域像素点归类为1，将其余中间区域像素点均归类为无效像素点。
可选的，所述根据所述纯亮背景亮度值Lbright、纯暗背景亮度值Lblack、偏移亮度值Lshift、正向求和亮度值∑Lp和反向求和亮度值∑Linv得到每一对应时序的二值化图像的左、右边界区域部分，包括：
对于非最小周期对应的光栅图像的左、右边界区域的待测像素点：将满足∑Lp＞∑Linv的左、右边界区域像素点归类为1，将满足∑Lp＜∑Linv的左、右边界区域像素点归类为0；
对于最小周期光栅图像的左、右边界区域的待测像素点：将满足|Lshift-Lbright|＜|Lshift-Lblack|的左、右边界区域像素点归类为0，将满足|Lshift-Lbright|＞|Lshift-Lblack|的左、右边界区域像素点归类为1。
第二方面，本申请实施例还提供了一种光栅解码装置，包括：
获取模块，用于获取光栅投影的投影图像，所述光栅投影为投影设备向待测物投影生成；
第一解码模块，用于解码正弦相移光栅图像得到主相位图像；
二值化模块，根据正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列、偏移格雷码光栅图像序列以及亮暗背景光栅图像对待测像素点分区域进行归类处理，得到多个按照时序排列的二值化图像，其中，所述二值化图像的排列时序与所述正向格雷码光栅图像的排列时序一致；
转换模块，用于计算多个按照时序排列的二值化图像中对应像素点的十进制格雷码值并转换为二进制，得到一幅二进制图像；
第二解码模块，用于根据二进制图像以及主相位图像联合进行相位解包裹，得到绝对相位图。
第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。
第四方面，本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。
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，下面将对本申请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解码方法的流程示意图。
图2为本申请实施例提供的光栅解码装置的一种结构图。
图3为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。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。
针对现有技术中存在的不足，本申请实施例提供一种光栅解码方法、装置、电子设备及存储介质，在本申请实施例提供的光栅解码方法中，采用一种正弦相移加互补格雷码并结合小周期偏移的光栅编码方式，通过计算环境光的直接、间接光强对编码值进行归类，有效地降低了干扰处像素的误判率，提高了解码的准确率。
图1为本申请实施例提供的光栅解码方法的流程示意图，该光栅解码方法，包括如下步骤：
S101、获取光栅投影的投影图像，所述光栅投影为投影设备向待测物投影生成，投影图像包括正弦相移光栅图像、正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列、偏移格雷码光栅图像序列以及亮暗背景光栅图像，其中，每一图像序列包括多个按照同一时序排序的图像，所述反向格雷码光栅图像序列、偏移格雷码光栅图像序列的排列时序与所述正向格雷码光栅图像序列的排列时序一致。
S102、解码正弦相移光栅图像得到主相位图像。
S103、根据正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列、偏移格雷码光栅图像序列以及亮暗背景光栅图像对待测像素点分区域进行归类处理，得到多个按照时序排列的二值化图像，其中，所述二值化图像的排列时序与所述正向格雷码光栅图像的排列时序一致。
S104、计算多个按照时序排列的二值化图像中对应像素点的十进制格雷码值并转换为二进制，得到一幅二进制图像。
S105、用于根据二进制图像以及主相位图像联合进行相位解包裹，得到绝对相位图。
其中，在该步骤S101中，为了便于理解，统一用“图案”表示利用投影设备向待测物投影的图案，用“图像”表示向待测物投影各个图案所形成的投影图像；正向格雷码光栅图像序列指的是投影设备向待测物投影多个按照时序排列的正向格雷码光栅图案所形成的投影图像，反向格雷码光栅图像序列指的是投影设备向待测物投影多个按照时序排列的反向格雷码光栅图案所形成的投影图像，所投影的正向格雷码光栅图案、反向格雷码光栅图案对应形成互补格雷码光栅图案；比如某一时序投影的正向格雷码光栅图案中设定部分像素点为黑/白/黑/白的亮度值，则对应时序投影的反向格雷码光栅图案中的对应像素点应设定为白/黑/白/黑的亮度值；偏移格雷码光栅图像序列指的是投影设备向待测物投影多个按照时序排列的小周期偏移的格雷码光栅图案所形成的投影图像；亮暗背景光栅图像指的是投影设备向待测物投影纯亮背景光栅图案即纯白色图片和纯暗背景光栅图案即纯黑色图片所形成投影的图像。
其中，可以利用单目相机加投影仪的组合设备，通过软件控制投影仪向待测物投射上述光栅图案，并控制相机拍摄采集投影图像。在所有投影的光栅图案中，都是以正向投影的光栅图案为基准，其余格雷码光栅图案都是用以辅助解码的；正向格雷码光栅图像序列的排列时序，指的是按照投影正向格雷码光栅图案所得到正向格雷码光栅图像的时间的先后顺序，对正向格雷码光栅图像进行排列；反向格雷码光栅图像序列的排列时序，指的是按照投影反向格雷码光栅图案所得到反向格雷码光栅图像的时间的先后顺序，对反向格雷码光栅图像进行排列；偏移格雷码光栅图像序列的排列时序，指的是按照投影偏移格雷码光栅图案所得到偏移格雷码光栅图像的时间的先后顺序，对偏移格雷码光栅图像进行排列；其中，对应时序的光栅图案指的是与投影正向格雷码光栅图案的时序相对应的反向格雷码光栅图案和/或偏移格雷码光栅图案，例如，与按照投影时间排列的第n张正向格雷码光栅图案对应的反向格雷码光栅图案指的是将所有用于投影的反向格雷码光栅图案按照投影时间的先后顺序进行排列后的第n张反向格雷码光栅图案，偏移格雷码光栅图案的对应时序也是如此。
其中，光栅图案中的光栅条纹是有周期性的，可选的，设定一个周期宽度为16个像素点，则最小的光栅条纹就包含一个周期的像素点个数，在全部的投影图案中，会有多个投影图案的条纹宽度大于最小光栅条纹宽度，可选的，最后一张投影图案的光栅条纹宽度为最小光栅条纹宽度，即最后一张投影图案为最小周期图案，其光栅条纹宽度为最小光栅条纹宽度，光栅条纹中包含16个像素点，其他光栅图案会包含大于16个像素点的光栅条纹；其中，投影最小周期图案所得到的投影图像就是最小周期光栅图像，投影其他包含大于16个像素点的光栅条纹的光栅图案所得到的投影图像就是非最小周期光栅图像；其中，偏移格雷码光栅图案的偏移周期也是相对于光栅条纹的周期产生的偏移，可选的，该偏移周期可以为四分之一的光栅条纹周期。
其中，在该步骤S102中，根据采集的正弦相移光栅图像，结合主相位计算公式计算出主相位图像。下面给出主相位计算公式的一个示例：
Figure BDA0002879498610000091
可选的，采用标准四步相移算法计算光栅图像的主相位值。其中，
Figure BDA0002879498610000092
表示(x，y)处的主相位值，I1、I2、I3、I4分别是四幅相移分别为0、(π/2)、π、(3π/2)的相移光栅图像对应的(x，y)处的光强。
其中，在该步骤S103中，基于求得的主相位图像，对待测像素点进行周期性限制，对待测像素点分区域进行归类处理，得到多个按照时序排列的二值化图像。
具体地，步骤S103可以包括以下子步骤：S1031、将待测像素点按照主相位值划分为中间区域以及左、右边界区域三个区域；S1032、对中间区域的待测像素点进行归类处理，得到每一对应时序的二值化图像的中间区域部分；S1033、对左、右边界区域的待测像素点进行归类处理，得到每一对应时序的二值化图像的左、右边界区域部分；S1034、基于每一对应时序的二值化图像的中间区域部分和每一对应时序的二值化图像的左、右边界区域部分得到每一对应时序的二值化图像，得到多个按照时序排列的二值化图像。
其中，在该步骤S1031中，可选的，基于主相位图像将待测像素点按照主相位值划分为中间区域以及左、右边界区域三个区域；可选的，可以根据主相位图像，限定一个周期为2π，每个周期内，根据相位的划分值，划分出左、右边界区域以及中间区域。例如，选取相位的划分值为π/4，则(0，π/4)划分为左边界区域，(7π/4，2π)划分为右边界区域，(π/4，7π/4)划分为中间区域。
其中，在该步骤S1032中，对中间区域的待测像素点进行归类处理，得到每一对应时序的二值化图像的中间区域部分，可以包括以下子步骤：S10321、提取中间区域待测像素点进行归类处理所需的亮度值；S10322、根据所提取亮度值对中间区域待测像素点进行归类处理。
其中，在该步骤S10321中，遍历正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列，联合提取得到每一待测像素点的最大亮度值Lmax和最小和亮度值Lmin；获取每一对应时序的正向格雷码光栅图像、反向格雷码光栅图像的中间区域像素点的正向亮度值Lp以及反向亮度值Linv；根据最大亮度值Lmax和最小亮度值Lmin以及光强计算公式计算出每一待测像素点的直接光强Ld和间接光强Lg，所用光强计算公式为：
Lmax＝Ld+a*Lg+b*(1-a)Lg；
Lmin＝b*Ld+(1-a)Lg+a*b*Lg；
其中，a和b为光强调制系数，理想情况下a＝0.5，b＝0；而在实际应用中，可以根据检测面的光强分布情况做微调，通过调节a，b这两个光强调制系数，结合解析效果确定最终的光强调制系数值。
其中，在该步骤S10322中，将所得直接光强Ld、间接光强Lg、正向亮度值Lp和反向亮度值Linv代入中间区域像素点的归类判断条件得到每一对应时序的二值化图像的中间区域部分；上述中间区域像素点的归类判断条件为：将直接光强小于直接光强最小阈值的中间区域像素点归类为无效像素点；对于直接光强不小于直接光强最小阈值的中间区域像素点，将满足Ld＞Lg且Lp＞Linv的中间区域像素点归类为1，将满足Ld＞Lg且Lp＜Linv的中间区域像素点归类为0，将满足Lp＜Ld且Linv＞Lg的中间区域像素点归类为0，将满足Lp＞Lg且Linv＜Ld的中间区域像素点归类为1，将不满足上述四条判断条件的中间区域像素点归类为无效像素点。
其中，在该步骤S1033中，对左、右边界区域的待测像素点进行归类处理，得到每一对应时序的二值化图像的左、右边界区域部分，可以包括以下子步骤：S10331、提取左、右边界区域待测像素点进行归类处理所需的亮度值；S10332、根据所提取亮度值对左、右边界区域待测像素点进行归类处理。
其中，在该步骤S10331中，获取所述亮暗背景光栅图像的纯亮背景亮度值Lbright以及纯暗背景亮度值Lblack；获取每一对应时序的偏移格雷码光栅图像的左、右边界区域像素点的偏移亮度值Lshift；获取每一对应时序的正向格雷码光栅图像、反向格雷码光栅图像的左、右边界区域像素点的正向求和亮度值∑Lp和反向求和亮度值∑Linv。
其中，在该步骤S10332中，将所得纯亮背景亮度值Lbright、纯暗背景亮度值Lblack、偏移亮度值Lshift、正向求和亮度值∑Lp和反向求和亮度值∑Linv代入左、右边界区域像素点的归类判断条件得到每一对应时序的二值化图像的左、右边界区域部分；上述左、右边界区域像素点的归类判断条件为：
其中，对于非最小周期对应的光栅图像的左、右边界区域的每一个像素点，直接比较∑Lp和∑Linv的大小，将满足∑Lp＞∑Linv的左、右边界区域像素点归类为1，将满足∑Lp＜∑Linv的左、右边界区域像素点归类为0；对于最小周期光栅图像的左、右边界区域的每一个像素点，将满足|Lshift-Lbright|＜|Lshift-Lblack|的左、右边界区域像素点归类为0，将满足|Lshift-Lbright|＞|Lshift-Lblack|的左、右边界区域像素点归类为1。
其中，在该步骤S1034中，基于每一对应时序的二值化图像的中间区域部分和每一对应时序的二值化图像的左、右边界区域部分得到每一对应时序的二值化图像，得到多个按照时序排列的二值化图像。
其中，在该步骤S104中，根据多个按照时序排列的二值化图像，并结合格雷码时间序列求取公式，对每个待测像素点进行格雷码值求取。所用格雷码时间序列求取公式为：
Figure BDA0002879498610000121
其中，G(i，j)表示坐标为(i，j)的像素点所求取的格雷码的十进制表示值，Vn(i，j)表示与时序n对应的第n幅二值化图像中坐标为(i，j)的像素点的归类结果(0/1)，N表示总的二值化图像的个数。
根据格雷码转二进制公式，将求取的格雷码十进制表示值转化为二进制，得到一幅二进制图像。所用格雷码转二进制公式为：
Bm＝Gm，
Figure BDA0002879498610000122
其中，Bq表示二进制码中的第q位，Gq表示格雷码中的第q位，m表示格雷码的位数。
其中，在该步骤S105中，基于S104所得到的二进制图像以及S102解码得到的主相位图像，结合相位解包裹公式进行联合求取，得到最终的绝对相位图。所用相位解包裹公式为：
PH(i,j)＝M(i,j)+B(i,j)*2π；
其中，PH(i，j)表示坐标为(i，j)处像素点的最终绝对相位值，M(i，j)表示坐标为(i，j)的像素点的主相位值，B(i，j)表示坐标为(i，j)的像素点的所求得的十进制格雷码值转换为二进制值后的十进制表示值。
由上可知，本申请实施例提供的光栅解码方法通过获取正弦相移光栅图像、正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列、偏移格雷码光栅图像序列以及亮暗背景光栅图像，根据正弦相移光栅图像生成主相位图像，再根据正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列、偏移格雷码光栅图像序列以及亮暗背景光栅图像对待测像素点分区域进行归类处理，得到多个按照时序排列的二值化图像，将多个按照时序排列的二值化图像代入格雷码时间序列求取公式计算得到各个待测像素点的十进制格雷码值并转换为二进制，得到一幅二进制图像，将所得到的二进制图像与已求得的主相位图像联合进行相位解包裹，最终完成解码过程，得到绝对相位图。由于采用了正弦相移加互补格雷码值并结合小周期偏移的光栅编码方式并对其进行解码，降低了干扰像素点的误判率，提高了解码的准确率。
请参照图2，图2是本申请一些实施例中的一种光栅解码装置的结构示意图。该光栅解码装置包括：获取模块201、第一解码模块202、二值化模块203、转换模块204、第二解码模块205。
获取模块201，用于获取光栅投影的投影图像，所述光栅投影为投影设备向待测物投影生成；
第一解码模块202，用于解码正弦相移光栅图像得到主相位图像；
二值化模块203，根据正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列、偏移格雷码光栅图像序列以及亮暗背景光栅图像对待测像素点分区域进行归类处理，得到多个按照时序排列的二值化图像；
转换模块204，用于求取多个按照时序排列的二值化图像中对应像素点的十进制格雷码值并转换为二进制，得到一幅二进制图像；
第二解码模块205，用于结合二进制图像与主相位图像进行相位解包裹，得到绝对相位图。
可选的，所述二值化模块203，具体用于：基于所述主相位图像对所述待测像素点进行周期性限制，将所述待测像素点按照主相位值划分为中间区域以及左、右边界区域三个区域；分别对所述中间区域、以及左、右边界区域的待测像素点进行归类处理，得到多个按照时序排列的二值化图像。
可选的，所述二值化模块203，具体用于：对所述中间区域的待测像素点进行归类处理，得到每一对应时序的二值化图像的中间区域部分；对所述左、右边界区域的待测像素点进行归类处理，得到每一对应时序的二值化图像的左、右边界区域部分；基于每一对应时序的二值化图像的中间区域部分和每一对应时序的二值化图像的左、右边界区域部分得到每一对应时序的二值化图像，得到多个按照时序排列的二值化图像。
可选的，所述二值化模块203，具体用于：遍历正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列，联合提取得到每一待测像素点的最大亮度值Lmax和最小和亮度值Lmin；获取每一对应时序的正向格雷码光栅图像、反向格雷码光栅图像的中间区域的区域像素点的正向亮度值Lp以及反向亮度值Linv；根据所述最大亮度值Lmax和所述最小亮度值Lmin以及光强计算公式计算出每一待测像素点的直接光强Ld和间接光强Lg；根据所述直接光强Ld、间接光强Lg、正向亮度值Lp和反向亮度值Linv得到每一对应时序的二值化图像的中间区域部分。
可选的，所述二值化模块203，具体用于：获取所述亮暗背景光栅图像的纯亮背景亮度值Lbright以及纯暗背景亮度值Lblack；获取每一对应时序的偏移格雷码光栅图像的左、右边界区域像素点的偏移亮度值Lshift；获取每一对应时序的正向格雷码光栅图像、反向格雷码光栅图像的左、右边界区域像素点的正向求和亮度值∑Lp和反向求和亮度值∑Linv；根据所述纯亮背景亮度值Lbright、纯暗背景亮度值Lblack、偏移亮度值Lshift、正向求和亮度值∑Lp和反向求和亮度值∑Linv得到每一对应时序的二值化图像的左、右边界区域部分。
可选的，所述二值化模块203，具体用于：将直接光强小于直接光强最小阈值的中间区域像素点归类为无效像素点；对于直接光强不小于直接光强最小阈值的中间区域像素点，将满足Ld＞Lg且Lp＞Linv的中间区域像素点归类为1，将满足Ld＞Lg且Lp＜Linv的中间区域像素点归类为0，将满足Lp＜Ld且Linv＞Lg的中间区域像素点归类为0，将满足Lp＞Lg且Linv＜Ld的中间区域像素点归类为1，将其余中间区域像素点均归类为无效像素点。
可选的，所述二值化模块203，具体用于：对于非最小周期对应的光栅图像的左、右边界区域像素点：将满足∑Lp＞∑Linv的左、右边界区域像素点归类为1，将满足∑Lp＜∑Linv的左、右边界区域像素点归类为0；对于最小周期光栅图像的左、右边界区域像素点：将满足|Lshift-Lbright|＜|Lshift-Lblack|的左、右边界区域像素点归类为0，将满足|Lshift-Lbright|＞|Lshift-Lblack|的左、右边界区域像素点归类为1。
上述光栅解码装置中各模块的具体实现方式可以参照前面介绍的光栅解码方法中相应步骤的实现方式。
上述光栅解码装置通过获取正弦相移光栅图像、正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列、偏移格雷码光栅图像序列以及亮暗背景光栅图像，根据正弦相移光栅图像生成主相位图像，再根据正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列、偏移格雷码光栅图像序列以及亮暗背景光栅图像对待测像素点分区域进行归类处理，得到多个按照时序排列的二值化图像，将多个按照时序排列的二值化图像代入格雷码时间序列求取公式计算得到各个待测像素点的十进制格雷码值并转换为二进制，得到一幅二进制图像，将所得到的二进制图像与已求得的主相位图像联合进行相位解包裹，最终完成解码过程，得到绝对相位图。由于采用了正弦相移加互补格雷码值并结合小周期偏移的光栅编码方式并对其进行解码，降低了干扰像素点的误判率，提高了解码的准确率。请参照图3，图3为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，本申请提供一种电子设备3，包括：处理器301和存储器302，处理器31和存储器302通过通信总线303和/或其他形式的连接机构(未标出)互连并相互通讯，存储器302存储有处理器301可执行的计算机程序，当计算设备运行时，处理器301执行该计算机程序，以执行时执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法。
本申请实施例提供一种存储介质，所述计算机程序被处理器执行时，执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法。其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(Static Random AccessMemory,简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory,简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable ProgrammableRead Only Memory,简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Red-Only Memory,简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory,简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，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，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，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。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种光栅解码方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取光栅投影的投影图像，所述光栅投影为投影设备向待测物投影生成；所述投影图像包括正弦相移光栅图像、正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列、偏移格雷码光栅图像序列以及亮暗背景光栅图像，其中，每一图像序列包括多个按照同一时序排序的图像，所述反向格雷码光栅图像序列、偏移格雷码光栅图像序列的排列时序与所述正向格雷码光栅图像序列的排列时序一致；
根据所述正弦相移光栅图像生成主相位图像；
根据所述正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列、偏移格雷码光栅图像序列以及亮暗背景光栅图像对待测像素点分区域进行归类处理，得到多个按照时序排列的二值化图像，其中，所述二值化图像的排列时序与所述正向格雷码光栅图像的排列时序一致；
将多个按照时序排列的二值化图像代入格雷码时间序列求取公式计算得到各个待测像素点的十进制格雷码值并转换为二进制，得到一幅二进制图像；
根据所述二进制图像以及主相位图像联合进行相位解包裹，得到绝对相位图；
所述根据所述正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列、偏移格雷码光栅图像序列以及亮暗背景光栅图像对待测像素点分区域进行归类处理，得到多个按照时序排列的二值化图像，包括：
基于所述主相位图像对所述待测像素点进行周期性限制，将所述待测像素点按照主相位值划分为中间区域以及左、右边界区域三个区域；
遍历正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列，联合提取得到每一待测像素点的最大亮度值Lmax和最小和亮度值Lmin；
获取每一对应时序的正向格雷码光栅图像、反向格雷码光栅图像的中间区域的区域像素点的正向亮度值Lp以及反向亮度值Linv；
根据所述最大亮度值Lmax和所述最小亮度值Lmin以及光强计算公式计算出每一待测像素点的直接光强Ld和间接光强Lg；
将直接光强小于直接光强最小阈值的中间区域像素点归类为无效像素点；对于直接光强不小于直接光强最小阈值的中间区域像素点，将满足Ld＞Lg且Lp＞Linv的中间区域像素点归类为1，将满足Ld＞Lg且Lp＜Linv的中间区域像素点归类为0，将满足Lp＜Ld且Linv＞Lg的中间区域像素点归类为0，将满足Lp＞Lg且Linv＜Ld的中间区域像素点归类为1，将其余中间区域像素点均归类为无效像素点，得到每一对应时序的二值化图像的中间区域部分；
获取所述亮暗背景光栅图像的纯亮背景亮度值Lbright以及纯暗背景亮度值Lblack；
获取每一对应时序的偏移格雷码光栅图像的左、右边界区域像素点的偏移亮度值Lshift；
获取每一对应时序的正向格雷码光栅图像、反向格雷码光栅图像的左、右边界区域像素点的正向求和亮度值∑Lp和反向求和亮度值∑Linv；
对于非最小周期对应的光栅图像的左、右边界区域的待测像素点：将满足∑Lp＞∑Linv的左、右边界区域像素点归类为1，将满足∑Lp＜∑Linv的左、右边界区域像素点归类为0；
对于最小周期光栅图像的左、右边界区域的待测像素点：将满足|Lshift-Lbright|＜|Lshift-Lblack|的左、右边界区域像素点归类为0，将满足|Lshift-Lbright|＞|Lshift-Lblack|的左、右边界区域像素点归类为1，得到每一对应时序的二值化图像的左、右边界区域部分；
基于每一对应时序的二值化图像的中间区域部分和每一对应时序的二值化图像的左、右边界区域部分得到每一对应时序的二值化图像，得到多个按照时序排列的二值化图像。
2.一种光栅解码装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取光栅投影的投影图像，所述光栅投影为投影设备向待测物投影生成；
第一解码模块，用于解码正弦相移光栅图像得到主相位图像；
二值化模块，根据正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列、偏移格雷码光栅图像序列以及亮暗背景光栅图像对待测像素点分区域进行归类处理，得到多个按照时序排列的二值化图像，其中，所述二值化图像的排列时序与所述正向格雷码光栅图像的排列时序一致；
转换模块，用于计算多个按照时序排列的二值化图像中对应像素点的十进制格雷码值并转换为二进制，得到一幅二进制图像；
第二解码模块，用于根据二进制图像以及主相位图像联合进行相位解包裹，得到绝对相位图；
所述二值化模块，具体用于基于所述主相位图像对所述待测像素点进行周期性限制，将所述待测像素点按照主相位值划分为中间区域以及左、右边界区域三个区域；遍历正向格雷码光栅图像序列、反向格雷码光栅图像序列，联合提取得到每一待测像素点的最大亮度值Lmax和最小和亮度值Lmin；获取每一对应时序的正向格雷码光栅图像、反向格雷码光栅图像的中间区域的区域像素点的正向亮度值Lp以及反向亮度值Linv；根据所述最大亮度值Lmax和所述最小亮度值Lmin以及光强计算公式计算出每一待测像素点的直接光强Ld和间接光强Lg；将直接光强小于直接光强最小阈值的中间区域像素点归类为无效像素点；对于直接光强不小于直接光强最小阈值的中间区域像素点，将满足Ld＞Lg且Lp＞Linv的中间区域像素点归类为1，将满足Ld＞Lg且Lp＜Linv的中间区域像素点归类为0，将满足Lp＜Ld且Linv＞Lg的中间区域像素点归类为0，将满足Lp＞Lg且Linv＜Ld的中间区域像素点归类为1，将其余中间区域像素点均归类为无效像素点，得到每一对应时序的二值化图像的中间区域部分；获取所述亮暗背景光栅图像的纯亮背景亮度值Lbright以及纯暗背景亮度值Lblack；获取每一对应时序的偏移格雷码光栅图像的左、右边界区域像素点的偏移亮度值Lshift；获取每一对应时序的正向格雷码光栅图像、反向格雷码光栅图像的左、右边界区域像素点的正向求和亮度值∑Lp和反向求和亮度值∑Linv；对于非最小周期对应的光栅图像的左、右边界区域的待测像素点：将满足∑Lp＞∑Linv的左、右边界区域像素点归类为1，将满足∑Lp＜∑Linv的左、右边界区域像素点归类为0；对于最小周期光栅图像的左、右边界区域的待测像素点：将满足|Lshift-Lbright|＜|Lshift-Lblack|的左、右边界区域像素点归类为0，将满足|Lshift-Lbright|＞|Lshift-Lblack|的左、右边界区域像素点归类为1，得到每一对应时序的二值化图像的左、右边界区域部分；基于每一对应时序的二值化图像的中间区域部分和每一对应时序的二值化图像的左、右边界区域部分得到每一对应时序的二值化图像，得到多个按照时序排列的二值化图像。
3.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如权利要求1所述的方法。
4.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时运行如权利要求1所述的方法。
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