CN115950359B - 三维重建方法、装置和电子设备 - Google Patents

三维重建方法、装置和电子设备 Download PDF

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CN115950359B CN202310245191.7A CN202310245191A CN115950359B CN 115950359 B CN115950359 B CN 115950359B CN 202310245191 A CN202310245191 A CN 202310245191A CN 115950359 B CN115950359 B CN 115950359B
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Abstract

本公开提供一种三维重建方法、装置和电子设备，该方法包括：获取多个投影条纹图像，其中，投影条纹图像是将预先编码生成的多个光栅条纹图像投影至待重建对象得到的，多个光栅条纹图像中至少两个光栅条纹图像的绝对相位不同；对投影条纹图像进行解相位，得到待重建对象的目标相位；基于目标相位，确定待重建对象的三维坐标，三维坐标用于待重建对象的三维重建。本公开可以实现对投影条纹进行准确的解相位，提高三维重建的效率。

Description

三维重建方法、装置和电子设备
技术领域
本公开涉及计算机技术领域，尤其涉及一种三维重建方法、装置和电子设备。
背景技术
三维重建是指对三维物体建立适合计算机表示和处理的数学模型。其中，三维重建方法为通过投影仪将预先编码的光栅条纹投影到待重建对象的表面上，然后经过待重建对象调制后生成投影条纹，相机采集到该投影条纹并传给计算机，计算机经过对投影条纹进行解相位得到目标相位，然后基于目标相位进行待重建对象的三维重建。
相关技术中，通常采用三步相移法对投影条纹进行解相位，存在效率及精度低的问题。
发明内容
本公开的多个方面提供一种三维重建方法、装置和电子设备，以实现提高三维重建的效率和精度。
本公开实施例第一方面提供一种三维重建方法，包括：获取多个投影条纹图像，其中，投影条纹图像是将预先编码生成的多个光栅条纹图像投影至待重建对象得到的，多个光栅条纹图像中至少两个光栅条纹图像的绝对相位不同；对投影条纹图像进行解相位，得到待重建对象的目标相位；基于目标相位，确定待重建对象的三维坐标，三维坐标用于待重建对象的三维重建。
本公开实施例第二方面提供一种三维重建装置，包括：
获取模块，用于获取多个投影条纹图像，其中，投影条纹图像是将预先编码生成的多个光栅条纹图像投影至待重建对象得到的，多个光栅条纹图像中至少两个光栅条纹图像的绝对相位不同；
解相位模块，用于基于多个投影条纹图像的包裹相位，对投影条纹图像进行解相位，得到待重建对象的目标相位；
确定模块，用于基于目标相位，确定待重建对象的三维坐标，三维坐标用于待重建对象的三维重建。
本公开实施例第三方面提供一种电子设备，包括：
处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现第一方面任一项三维重建方法。
本公开实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现第一方面的三维重建方法。
本公开实施例第五方面提供了一种计算机程序产品，程序产品包括：计算机程序，计算机程序存储在可读存储介质中，电子设备的至少一个处理器可以从可读存储介质读取计算机程序，至少一个处理器执行计算机程序使得电子设备执行第一方面的三维重建方法。
本公开实施例应用在物体的三维重建中，通过获取多个投影条纹图像，其中，投影条纹图像是将预先编码生成的多个光栅条纹图像投影至待重建对象得到的，多个光栅条纹图像中至少两个光栅条纹图像的绝对相位不同；对投影条纹图像进行解相位，得到待重建对象的目标相位；基于目标相位，确定待重建对象的三维坐标，三维坐标用于待重建对象的三维重建，可以实现对投影条纹进行准确的解相位，提高三维重建的效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本公开的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
图1为本公开示例性实施例提供的一种三维重建方法的应用场景图；
图2为本公开示例性实施例提供的一种三维重建方法的步骤流程图；
图3为本公开示例性实施例提供的另一种三维重建方法的步骤流程图；
图4为本公开示例性实施例提供的三维重建装置的结构框图；
图5为本公开示例性实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开具体实施例及相应的附图对本公开技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。
物体的三维重建是将物体的形状转换为离散的三维几何坐标的过程。目前采用三维重建系统对物体进行三维重建，参照图1，该三维重建系统包括投影仪11和相机12。通过投影仪11将预先编码好的光栅条纹图像P投射到待重建对象的表面上，经过待重建对象调制后在物体待重建对象的表面生成投影条纹，相机采集该投影条纹得到投影条纹图像，计算机经过解相位得到投影条纹的相位分布，进一步处理得到物体表面的三维坐标。其中，现有技术在物体的三维重建时，是构建三张光栅条纹图像，三张光栅条纹图像的平均强度系数、光强幅值调制系数以及绝对相位均相同，只有相移不同。若采用该三张光栅条纹图像进行相位分布的确定，需要采用三步相移法对多张投影条纹图像进行解相位，存在效率以及准确率均较低的问题。
基于上述问题，本公开通过获取多个投影条纹图像，其中，投影条纹图像是将预先编码生成的多个光栅条纹图像投影至待重建对象得到的，多个光栅条纹图像中至少两个光栅条纹图像的绝对相位不同；对投影条纹图像进行解相位，得到待重建对象的目标相位；基于目标相位，确定待重建对象的三维坐标，三维坐标用于待重建对象的三维重建，可以实现对投影条纹进行准确的解相位，提高三维重建的效率。
此外，本公开实施例的一种应用场景如图1，其中，图1只是示例性的一种应用场景，本公开实施例不对具体的应用场景进行限定。
图2为本公开示例性实施例提供的一种三维重建方法的步骤流程图。具体包括以下步骤：
S201，获取多个投影条纹图像。
其中，投影条纹图像是将预先编码生成的多个光栅条纹图像投影至待重建对象得到的，多个光栅条纹图像中至少两个光栅条纹图像的绝对相位不同。
在本公开中，将多个光栅条纹图像依次投影至待重建对象上，然后每投影一个光栅条纹图像，相机采集待重建对象可以对应得到一个投影条纹图像。
进一步地，光栅条纹图像可以用
Figure SMS_1
表示，其中p i 表示第i个光栅条纹图像的光强，a为生成光栅条纹图像的光栅的平均强度系数，bn为生成对应光栅条纹图像的光栅的光强幅值调制系数，/>
Figure SMS_2
为光栅条纹图像的编码的绝对相位，X表示相移。对应得到的投影条纹图像可以用/>
Figure SMS_3
表示，其中，I i 表示第i个光栅条纹图像对应的投影条纹图像的光强，A为投影条纹图像的光栅的平均强度系数，B n 为投影条纹图像的光栅的光强幅值调制系数，/>
Figure SMS_4
对应投影条纹图像的包裹相位，X表示相移且与对应的光栅条纹图像的相移相同。
在本公开中，多个光栅条纹图像中至少两个光栅条纹图像的绝对相位
Figure SMS_5
不同，则对应得到的多个投影条纹图像中至少两个投影条纹图像的包裹/>
Figure SMS_6
也不同，基于此，本公开在解相位时可以计算较少的投影条纹图像，提高解相位的效率，并且绝对相位从现有技术中的一个变为两个更能够提高得到目标相位的准确度，进而提高三维重建的准确度。
在本公开实施例中，多个光栅条纹图像的数量小于或等于9，可以理解本公开采用小于或等于9个光栅条纹图像便可以对待重建对象进行准确的三维重建，提高三维重建的效率。
可选地，多个光栅条纹图像的数量大于或等于5，多个光栅条纹图像的平均强度系数相同，多个光栅条纹图像的光强幅值调制系数相同，多个光栅条纹图像包含有3个不同的绝对相位。
可以理解，光栅条纹图像的数量与投影条纹图像的数量相同，则投影条纹图像的数量也是大于或等于5。进一步地，在多个光栅条纹图像的平均强度系数相同，多个光栅条纹图像的光强幅值调制系数相同，多个光栅条纹图像包含有3个不同的绝对相位的情况下，对应的多个投影条纹图像的平均强度系数相同，多个投影条纹图像的光强幅值调制系数相同，多个投影条纹图像包含有3个不同的包裹相位，则多个投影条纹图像中包括五个未知数，分别为多个投影条纹图像的平均强度系数A，多个投影条纹图像的光强幅值调制系数B，多个投影条纹图像包含有3个不同的包裹相位
Figure SMS_7
，因此至少需要5个投影条纹图像才能求解该五个未知数。
示例性地，多个光栅条纹图像的数量为5，5个光栅条纹图像的平均强度系数（a）相同，5个光栅条纹图像的光强幅值调制系数（b）相同，其中：3个光栅条纹图像为第一绝对相位（
Figure SMS_8
），并且相移分别为0、2π/3和4π/3；1个光栅条纹图像为第二绝对相位 （/>
Figure SMS_9
）；1个光栅条纹图像为第三绝对相位（/>
Figure SMS_10
），其中，第一绝对相位、第二绝对相位和第三绝对相位均不同。
例如，5个光栅条纹图像的表示如下：
Figure SMS_11
此外，对应的5个投影条纹图像的表示如下：
Figure SMS_12
综上，I i 是光栅条纹图像P i 对应的投影条纹图像的光强。第一包裹相位
Figure SMS_13
、第二包裹相位/>
Figure SMS_14
和第三包裹相位/>
Figure SMS_15
均不同。
另一可选地，多个光栅条纹图像的数量大于或等于7，多个光栅条纹图像的平均强度系数相同，多个光栅条纹图像的包含3个不同的光强幅值调制系数，多个光栅条纹图像包含有3个不同的绝对相位。
可以理解，光栅条纹图像的数量与投影条纹图像的数量相同，则对应投影条纹图像的数量也是大于或等于7。进一步地，在多个光栅条纹图像的平均强度系数相同，多个光栅条纹图像的包含3个不同的光强幅值调制系数，多个光栅条纹图像包含有3个不同的绝对相位的情况下，对应的多个投影条纹图像的平均强度系数相同，多个投影条纹图像的包含3个不同的光强幅值调制系数，多个投影条纹图像包含有3个不同的包裹相位，则多个投影条纹图像中包括七个未知数，分别为多个投影条纹图像的平均强度系数A，三个多个不同的光强幅值调制系数B1、B2和B3，多个投影条纹图像包含有3个不同的包裹相位
Figure SMS_16
，因此至少需要7个投影条纹图像才能求解该7个未知数。
示例性地，多个光栅条纹图像的数量为7，7个光栅条纹图像的平均强度系数（a）相同，其中：2个光栅条纹图像具有第一光强幅值调制系数（b1）和第一绝对相位（
Figure SMS_17
），相移分别为π/3和5π/3；3个光栅条纹图像具有第二光强幅值调制系数（b2）和第二绝对相位（/>
Figure SMS_18
），相移分别为0、π/3和4π/3；2个光栅条纹图像具有第三光强幅值调制系数（b3）和第三绝对相位（/>
Figure SMS_19
），相移分别为π/3和5π/3。
示例性地，7个光栅条纹图像表示如下：
Figure SMS_20
进一步地，对应的投影条纹图像的表示如下：
Figure SMS_21
/>
在本公开实施例中，可以根据实际需要确定光栅条纹图像的数量以及平均强度系数、光强幅值调制系数和绝对相位的值。
S202，对投影条纹图像进行解相位，得到待重建对象的目标相位。
其中，在对投影条纹图像进行解相位后，得到的为待重建对象的目标相位，即待重建对象的表面上点（x，y）的目标相位。
基于本公开提供的光栅条纹图像，可以得到待重建对象准确的目标相位。
S203，基于目标相位，确定待重建对象的三维坐标。
其中，可以获取预设的相机、投影仪以及待重建对象之前的几何关系，采用几何关系和目标相位确定三维坐标。其中，三维坐标用于待重建对象的三维重建。
如何基于目标相位确定待重建对象的三维坐标，在本公开中并不加以限定。
本公开实施例应用在物体的三维重建中，通过获取多个投影条纹图像，其中，投影条纹图像是将预先编码生成的多个光栅条纹图像投影至待重建对象得到的，多个光栅条纹图像中至少两个光栅条纹图像的绝对相位不同；对投影条纹图像进行解相位，得到待重建对象的目标相位；基于目标相位，确定待重建对象的三维坐标，三维坐标用于待重建对象的三维重建，可以实现对投影条纹进行准确的解相位，提高三维重建的效率。
图3为本公开示例性实施例提供的另一种三维重建方法的步骤流程图，具体包括以下步骤：
S301，获取多个投影条纹图像。
该步骤的具体实现过程，参照S201，在此不进行赘述。
S302，采用矩阵计算的方式，基于多个投影条纹图像的表示，确定第一包裹相位、第二包裹相位和第三包裹相位。
示例性地，参照上述包括5个光栅条纹的情况，对投影条纹图像的表示进行矩阵计算，得到矩阵（1）如下：
Figure SMS_22
在矩阵（1）中，
Figure SMS_23
是已知的，因此可以求出投影条纹图像的平均强度系数A，光强幅值调制系数B、第一包裹相位/>
Figure SMS_24
、第二包裹相位/>
Figure SMS_25
和第三包裹相位/>
Figure SMS_26
。
在包括7个光栅条纹的情况，采用上述相同的矩阵方式可以求出投影条纹图像的平均强度系数A，光强幅值调制系数B1、光强幅值调制系数B2和光强幅值调制系数B3、第一包裹相位
Figure SMS_27
、第二包裹相位/>
Figure SMS_28
和第三包裹相位/>
Figure SMS_29
，具体方式不再赘述。/>
在本公开中，采用矩阵计算的方式，可以高效的得到各个包裹相位。
S303，采用预设算法对包裹相位进行相位展开，得到待重建对象的目标相位。
在本公开中，目标相位可以理解为待重建对象的真实相位。此外，由于包裹相位的噪声较大，因此不易直接作为目标相位进行三维重建，在本公开中对包裹相位进行相位展开，得到准确的目标相位。
其中，采用预设算法对包裹相位进行相位展开，得到待重建对象的目标相位，包括以下步骤：
（1）根据第一包裹相位
Figure SMS_30
、第二包裹相位/>
Figure SMS_31
和第二包裹相位/>
Figure SMS_32
，确定整体差频相位/>
Figure SMS_33
，整体差频相位为第一差频相位和第二差频相位的差频相位，第一差频相位为第一包裹相位与第二包裹相位的差频相位，第二差频相位为第二包裹相位与第三包裹相位的差频相位。
具体地，可以采用公式
Figure SMS_34
确定整体差频相位。/>
Figure SMS_35
为第一差频相位，/>
Figure SMS_36
为第二差频相位。则/>
Figure SMS_37
，
Figure SMS_38
。
（2）根据整体差频相位、第一差频相位和第二差频相位，对第一包裹相位、第二包裹相位和第三包裹相位进行相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位。
其中，第一展开相位为第一包裹相位的展开相位，第二展开相位为第二包裹相位的展开相位，第三展开相位为第三包裹相位的展开相同。
在本公开中差频相位周期计算公式如下：
Figure SMS_39
上述公式中，T1表示第一包裹相位的第一相位周期、T2表示第二包裹相位的第二相位周期，T3表示第三包裹相位的第三相位周期。根据上述公式，可以根据第一相位周期T1和第二相位周期T2确定第一差频相位周期T12，即
Figure SMS_40
；然后根据第二相位周期T2和第三相位周期T3确定第二差频相位周期T23，即/>
Figure SMS_41
；然后根据第一差频相位周期T12和第二差频相位周期T23确定整体差频相位周期/>
Figure SMS_42
，即
Figure SMS_43
。
其中，根据整体差频相位、第一差频相位和第二差频相位，对第一包裹相位、第二包裹相位和第三包裹相位进行相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位，包括：基于第一预设公式，采用整体差频相位对第一差频相位和第二差频相位进行第一相位展开，得到第一差频相位的展开相位和第二差频相位的展开相位，其中，第一预设公式为
Figure SMS_44
，第一预设公式在第一相位展开过程中，
Figure SMS_45
表示/>
Figure SMS_46
对应的展开相位，/>
Figure SMS_47
表示对应的差频相位，/>
Figure SMS_48
和/>
Figure SMS_49
分别表示对应的差频相位周期，Wuv是差频相位/>
Figure SMS_50
的展开相位；采用第一差频相位的展开相位和第二差频相位的展开相位，对第一包裹相位、第二包裹相位和第三包裹相位进行第二相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位。
一种可选实施例中，采用第一差频相位的展开相位和第二差频相位的展开相位，对第一包裹相位、第二包裹相位和第三包裹相位进行第二相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位，包括：
基于第一预设公式，采用第一差频相位的展开相位和第二差频相位的第二展开相位，对第一包裹相位、第二包裹相位和第三包裹相位进行相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位；
其中，第一预设公式在第二相位展开过程中，
Figure SMS_51
表示/>
Figure SMS_52
对应的展开相位，/>
Figure SMS_53
表示对应的包裹相位，/>
Figure SMS_54
表示对应的差频相位周期或相位周期，/>
Figure SMS_55
分别表示对应的相位周期。
进一步地，具体步骤如下：
1）令整体差频相位的展开相位
Figure SMS_56
为整体差频相位/>
Figure SMS_57
，即
Figure SMS_58
，先展开第二差频相位/>
Figure SMS_59
，获得第二差频相位/>
Figure SMS_60
的展开相位/>
Figure SMS_61
，具体如下：
Figure SMS_62
2）使用第二差频相位的展开相位
Figure SMS_63
，展开第一差频相位/>
Figure SMS_64
，获得展开第一差频相位的展开相位/>
Figure SMS_65
，具体如下：
Figure SMS_66
在本公开中，也可以先展开第一差频相位
Figure SMS_67
，再展开第二差频相位/>
Figure SMS_68
，对展开顺序不加以限定。
3）使用第一差频相位的展开相位
Figure SMS_69
，展开第三包裹相位/>
Figure SMS_70
，获得展开第三展开相位/>
Figure SMS_71
，具体如下：/>
Figure SMS_72
4）使用第三展开相位
Figure SMS_73
，展开第二包裹相位/>
Figure SMS_74
，获得第二展开相位/>
Figure SMS_75
，具体如下：
Figure SMS_76
5）使用第二展开相位
Figure SMS_77
，展开第一包裹相位/>
Figure SMS_78
，获得第一展开相位/>
Figure SMS_79
，具体如下：
Figure SMS_80
另一种可选实施例中，采用第一差频相位的展开相位和第二差频相位的展开相位，对第一包裹相位、第二包裹相位和第三包裹相位进行第二相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位，包括：采用预设的第二预设公式，采用第一差频相位的展开相位和第二差频相位的展开相位，对第一包裹相位、第二包裹相位和第三包裹相位进行第二相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位；其中，第二预设公式为
Figure SMS_81
，/>
Figure SMS_82
表示/>
Figure SMS_83
对应的展开相位，
Figure SMS_84
表示包裹相位，/>
Figure SMS_85
表示对应相位周期，/>
Figure SMS_86
表示第一差频相位周期，/>
Figure SMS_87
表示第二差频相位周期。
具体地，在确定第一差频相位的展开相位
Figure SMS_88
和第二差频相位的展开相位/>
Figure SMS_89
，采用如下步骤确定第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位：
1）采用第二预设公式确定第一展开相位
Figure SMS_90
，具体如下：
Figure SMS_91
2）采用第二预设公式确定第二展开相位
Figure SMS_92
，具体如下：
Figure SMS_93
3）采用第二预设公式确定第二展开相位
Figure SMS_94
，具体如下：/>
Figure SMS_95
采用第二预设公式得到各个展开相位，能够降低展开相位的误差，进而提高第一展开相位、第二展开相位和第三展开相位的精度。
（3）根据第一展开相位、第二展开相位和第三展开相位的以及各自对应的条纹周期，确定目标相位。
其中，可以采用以下公式可以确定目标相位
Figure SMS_96
：
Figure SMS_97
在本公开中，通过上述方式确定的目标相位更加准确。
此外，本公开还可以将第一展开相位，第二展开相位和第三展开相位的平均相位作为目标相位。
S304，基于目标相位，确定待重建对象的三维坐标。
该步骤的具体实现过程参照上述S203，在此不再赘述。
在本公开中，通过提供多种相位展开方式，能够得到准确的待重建对象的目标相位，进而提高待重建对象三维重建的准确度。
在本公开实施例中，参照图4，除了提供三维重建方法之外，还提供三维重建装置40应用于上述的三维重建方法，包括：
获取模块41，用于获取多个投影条纹图像，其中，投影条纹图像是将预先编码生成的多个光栅条纹图像投影至待重建对象得到的，多个光栅条纹图像中至少两个光栅条纹图像的绝对相位不同；
解相位模块42，用于基于多个投影条纹图像的包裹相位，对投影条纹图像进行解相位，得到待重建对象的目标相位；
确定模块43，用于基于目标相位，确定待重建对象的三维坐标，三维坐标用于待重建对象的三维重建。
一种可选实施例中，多个光栅条纹图像的数量小于或等于9。
一种可选实施例中，多个光栅条纹图像的数量大于或等于5，多个光栅条纹图像的平均强度系数相同，多个光栅条纹图像的光强幅值调制系数相同，多个光栅条纹图像包含有3个不同的绝对相位。
一种可选实施例中，多个光栅条纹图像的数量大于或等于7，多个光栅条纹图像的平均强度系数相同，多个光栅条纹图像的包含3个不同的光强幅值调制系数，多个光栅条纹图像包含有3个不同的绝对相位。
一种可选实施例中，解相位模块42具体用于：采用矩阵计算的方式，基于多个投影条纹图像的表示，确定第一包裹相位、第二包裹相位和第三包裹相位；采用预设算法对包裹相位进行相位展开，得到待重建对象的目标相位。
一种可选实施例中，解相位模块42在采用预设算法对包裹相位进行相位展开，得到待重建对象的目标相位时，具体用于包括：
根据第一包裹相位、第二包裹相位和第二包裹相位，确定整体差频相位，整体差频相位为第一差频相位和第二差频相位的差频相位，第一差频相位为第一包裹相位与第二包裹相位的差频相位，第二差频相位为第二包裹相位与第三包裹相位的差频相位；
根据整体差频相位、第一差频相位和第二差频相位，对第一包裹相位、第二包裹相位和第三包裹相位进行相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位；
根据第一展开相位、第二展开相位和第三展开相位的以及各自对应的条纹周期，确定目标相位。
一种可选实施例中，解相位模块42在根据整体差频相位、第一差频相位和第二差频相位，对第一包裹相位、第二包裹相位和第三包裹相位进行相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位时，具体用于：
基于第一预设公式，采用整体差频相位对第一差频相位和第二差频相位进行第一相位展开，得到第一差频相位的展开相位和第二差频相位的展开相位，其中，第一预设公式为
Figure SMS_98
，第一预设公式在第一相位展开过程中，/>
Figure SMS_99
表示/>
Figure SMS_100
对应的展开相位，/>
Figure SMS_101
表示对应的差频相位，/>
Figure SMS_102
和/>
Figure SMS_103
分别表示对应的差频相位周期；
采用第一差频相位的展开相位和第二差频相位的展开相位，对第一包裹相位、第二包裹相位和第三包裹相位进行第二相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位。
一种可选实施例中，解相位模块42在采用第一差频相位的展开相位和第二差频相位的展开相位，对第一包裹相位、第二包裹相位和第三包裹相位进行第二相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位时，具体用于：
基于第一预设公式，采用第一差频相位的展开相位和第二差频相位的第二展开相位，对第一包裹相位、第二包裹相位和第三包裹相位进行相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位；
其中，所述第一预设公式在第二相位展开过程中，
Figure SMS_104
表示/>
Figure SMS_105
对应的展开相位，/>
Figure SMS_106
表示对应的包裹相位，/>
Figure SMS_107
表示对应的差频相位周期或相位周期，/>
Figure SMS_108
分别表示对应的相位周期。
一种可选实施例中，解相位模块42在采用第一差频相位的展开相位和第二差频相位的展开相位，对第一包裹相位、第二包裹相位和第三包裹相位进行第二相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位时，具体用于：
采用预设的第二预设公式，采用第一差频相位的展开相位和第二差频相位的展开相位，对第一包裹相位、第二包裹相位和第三包裹相位进行第二相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位；
其中，第二预设公式为
Figure SMS_109
，/>
Figure SMS_110
表示/>
Figure SMS_111
对应的展开相位，/>
Figure SMS_112
表示包裹相位，/>
Figure SMS_113
表示对应相位周期，/>
Figure SMS_114
表示第一差频相位周期，/>
Figure SMS_115
表示第二差频相位周期。
本公开实施例提供的三维重建装置通过获取多个投影条纹图像，其中，投影条纹图像是将预先编码生成的多个光栅条纹图像投影至待重建对象得到的，多个光栅条纹图像中至少两个光栅条纹图像的绝对相位不同；对投影条纹图像进行解相位，得到待重建对象的目标相位；基于目标相位，确定待重建对象的三维坐标，三维坐标用于待重建对象的三维重建，可以实现对投影条纹进行准确的解相位，提高三维重建的效率。
另外，在上述实施例及附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。
图5为本公开一示例实施例提供的电子设备的结构示意图。如图5所示，该电子设备50包括：处理器51，以及与处理器51通信连接的存储器52，存储器52存储计算机执行指令。
其中，处理器执行存储器存储的计算机执行指令，以实现上述任一方法实施例所提供的三维重建方法，具体功能和所能实现的技术效果此处不再赘述。
本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现上述任一方法实施例提供的三维重建方法。
本公开实施例还提供了一种计算机程序产品，程序产品包括：计算机程序，计算机程序存储在可读存储介质中，电子设备的至少一个处理器可以从可读存储介质读取计算机程序，至少一个处理器执行计算机程序使得电子设备执行上述任一方法实施例提供的三维重建方法。
在本公开所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，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，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接口，系统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。
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。
另外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，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单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）或处理器（processor）执行本公开各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种三维重建方法，其特征在于，包括：
获取多个投影条纹图像，其中，所述投影条纹图像是将预先编码生成的多个光栅条纹图像投影至待重建对象得到的，所述多个光栅条纹图像中至少两个光栅条纹图像的绝对相位不同；
对所述投影条纹图像进行解相位，得到所述待重建对象的目标相位；
基于所述目标相位，确定所述待重建对象的三维坐标，所述三维坐标用于所述待重建对象的三维重建；
所述多个光栅条纹图像的数量为5时，所述多个光栅条纹图像的平均强度系数相同，所述多个光栅条纹图像的光强幅值调制系数相同，所述多个光栅条纹图像包含有3个不同的绝对相位，其中：3个光栅条纹图像为第一绝对相位
Figure QLYQS_1
，并且相移分别为0、2π/3和4π/3；1个光栅条纹图像为第二绝对相位/>
Figure QLYQS_2
；1个光栅条纹图像为第三绝对相位/>
Figure QLYQS_3
；
所述多个光栅条纹图像的数量为7时，所述多个光栅条纹图像的平均强度系数相同，所述多个光栅条纹图像的包含3个不同的光强幅值调制系数，所述多个光栅条纹图像包含有3个不同的绝对相位，其中：2个光栅条纹图像具有第一光强幅值调制系数b1和第一绝对相位
Figure QLYQS_4
，相移分别为π/3和5π/3；3个光栅条纹图像具有第二光强幅值调制系数b2和第二绝对相位/>
Figure QLYQS_5
，相移分别为0、π/3和4π/3；2个光栅条纹图像具有第三光强幅值调制系数b3和第三绝对相位/>
Figure QLYQS_6
，相移分别为π/3和5π/3。
2.根据权利要求1所述的三维重建方法，其特征在于，所述多个光栅条纹图像的数量小于或等于9。
3.根据权利要求1所述的三维重建方法，其特征在于，所述对所述投影条纹图像进行解相位，得到所述待重建对象的目标相位，包括：
采用矩阵计算的方式，基于所述多个投影条纹图像的表示，确定第一包裹相位、第二包裹相位和第三包裹相位；
采用预设算法对所述包裹相位进行相位展开，得到所述待重建对象的目标相位。
4.根据权利要求3所述的三维重建方法，其特征在于，所述采用预设算法对所述包裹相位进行相位展开，得到所述待重建对象的目标相位，包括：
根据所述第一包裹相位、所述第二包裹相位和所述第二包裹相位，确定整体差频相位，所述整体差频相位为第一差频相位和第二差频相位的差频相位，所述第一差频相位为所述第一包裹相位与所述第二包裹相位的差频相位，所述第二差频相位为所述第二包裹相位与所述第三包裹相位的差频相位；
根据所述整体差频相位、所述第一差频相位和所述第二差频相位，对所述第一包裹相位、所述第二包裹相位和所述第三包裹相位进行相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位；
根据所述第一展开相位、所述第二展开相位和所述第三展开相位的以及各自对应的条纹周期，确定所述目标相位。
5.根据权利要求4所述的三维重建方法，其特征在于，所述根据所述整体差频相位、所述第一差频相位和所述第二差频相位，对所述第一包裹相位、所述第二包裹相位和所述第三包裹相位进行相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位，包括：
基于第一预设公式，采用所述整体差频相位对所述第一差频相位和所述第二差频相位进行第一相位展开，得到所述第一差频相位的展开相位和所述第二差频相位的展开相位，其中，所述第一预设公式为
Figure QLYQS_7
，所述第一预设公式在第一相位展开过程中，所述/>
Figure QLYQS_8
表示/>
Figure QLYQS_9
对应的展开相位，所述/>
Figure QLYQS_10
表示对应的差频相位，/>
Figure QLYQS_11
和/>
Figure QLYQS_12
分别表示对应的差频相位周期；
采用所述第一差频相位的展开相位和所述第二差频相位的展开相位，对所述第一包裹相位、所述第二包裹相位和所述第三包裹相位进行第二相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位。
6.根据权利要求5所述的三维重建方法，其特征在于，所述采用所述第一差频相位的展开相位和所述第二差频相位的展开相位，对所述第一包裹相位、所述第二包裹相位和所述第三包裹相位进行第二相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位，包括：
基于第一预设公式，采用所述第一差频相位的展开相位和所述第二差频相位的第二展开相位，对所述第一包裹相位、所述第二包裹相位和所述第三包裹相位进行相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位；
其中，所述第一预设公式在第二相位展开过程中，所述
Figure QLYQS_13
表示/>
Figure QLYQS_14
对应的展开相位，所述/>
Figure QLYQS_15
表示对应的包裹相位，/>
Figure QLYQS_16
表示对应的差频相位周期或相位周期，/>
Figure QLYQS_17
分别表示对应的相位周期。
7.根据权利要求5所述的三维重建方法，其特征在于，所述采用所述第一差频相位的展开相位和所述第二差频相位的展开相位，对所述第一包裹相位、所述第二包裹相位和所述第三包裹相位进行第二相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位，包括：
采用预设的第二预设公式，采用所述第一差频相位的展开相位和所述第二差频相位的展开相位，对所述第一包裹相位、所述第二包裹相位和所述第三包裹相位进行第二相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位；
其中，所述第二预设公式为
Figure QLYQS_18
，所述/>
Figure QLYQS_19
表示/>
Figure QLYQS_20
对应的展开相位，所述/>
Figure QLYQS_21
表示包裹相位，/>
Figure QLYQS_22
表示对应相位周期，/>
Figure QLYQS_23
表示第一差频相位周期，/>
Figure QLYQS_24
表示第二差频相位周期。
8.一种三维重建装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取多个投影条纹图像，其中，所述投影条纹图像是将预先编码生成的多个光栅条纹图像投影至待重建对象得到的，所述多个光栅条纹图像中至少两个光栅条纹图像的绝对相位不同；
解相位模块，用于基于所述多个投影条纹图像的包裹相位，对所述投影条纹图像进行解相位，得到所述待重建对象的目标相位；
确定模块，用于基于所述目标相位，确定所述待重建对象的三维坐标，所述三维坐标用于所述待重建对象的三维重建；
所述多个光栅条纹图像的数量为5时，所述多个光栅条纹图像的平均强度系数相同，所述多个光栅条纹图像的光强幅值调制系数相同，所述多个光栅条纹图像包含有3个不同的绝对相位，其中：3个光栅条纹图像为第一绝对相位
Figure QLYQS_25
，并且相移分别为0、2π/3和4π/3；1个光栅条纹图像为第二绝对相位/>
Figure QLYQS_26
；1个光栅条纹图像为第三绝对相位/>
Figure QLYQS_27
；
所述多个光栅条纹图像的数量为7时，所述多个光栅条纹图像的平均强度系数相同，所述多个光栅条纹图像的包含3个不同的光强幅值调制系数，所述多个光栅条纹图像包含有3个不同的绝对相位，其中：2个光栅条纹图像具有第一光强幅值调制系数b1和第一绝对相位
Figure QLYQS_28
，相移分别为π/3和5π/3；3个光栅条纹图像具有第二光强幅值调制系数b2和第二绝对相位/>
Figure QLYQS_29
，相移分别为0、π/3和4π/3；2个光栅条纹图像具有第三光强幅值调制系数b3和第三绝对相位/>
Figure QLYQS_30
，相移分别为π/3和5π/3。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述三维重建方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现权利要求1至7任一项所述三维重建方法。
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