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加窗傅里叶变换在三维形貌测量中的应用 被引量:29
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作者 翁嘉文 钟金钢 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第8期993-996,共4页
采用加窗傅里叶变换技术 (GTGM)对变形光栅图像进行分析 在窗口区域内提取基频 ,并随着窗口的移动进行叠加 ,有效地重构出全部的基频信息 ,改善了不同频谱的叠加现象 ,提高测量的精度 .
关键词 三维形貌 傅里叶轮廓 加窗傅里叶变换
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面状条纹结构光在三维人脸数据获取应用研究 被引量:3
2
作者 邢书宝 薛惠锋 延秀娟 《计算机技术与发展》 2009年第1期231-233,共3页
通过对已有的光学非接触测量技术:光纤法、双目立体视觉法、干涉法、离焦法、轴向位移转换法和三角法的优缺点进行分析,提出采用面状条纹结构光测量人脸三维数据,采用投影仪产生的结构光场投影到待测三维人脸的表面,对观察光场进行傅里... 通过对已有的光学非接触测量技术:光纤法、双目立体视觉法、干涉法、离焦法、轴向位移转换法和三角法的优缺点进行分析,提出采用面状条纹结构光测量人脸三维数据,采用投影仪产生的结构光场投影到待测三维人脸的表面,对观察光场进行傅里叶分析、滤波和逆傅里叶变换,从变形条纹中提取出人脸的三维信息,取得了较好的试验结果。并分析了影响实验结果的因素,得出结论:面状条纹结构光测量人脸三维数据可以达到三维人脸识别的精度要求。 展开更多
关键词 三维人脸 非接触测量技 面状结构光 傅里叶轮廓
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双参考面FTP法测量弹痕轮廓 被引量:2
3
作者 权贵秦 安毓英 王凤琴 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期805-808,共4页
针对头盔上弹痕的三维轮廓测量,提出了采用基于双参考面的条纹投影傅里叶变换法.改变一般测量中只选择一个平面作参考面的做法,引入无弹痕时的头盔表面作为测量的第二参考面,克服了单平面参考面测量时的信息丢失,保证了准确性.测得了弹... 针对头盔上弹痕的三维轮廓测量,提出了采用基于双参考面的条纹投影傅里叶变换法.改变一般测量中只选择一个平面作参考面的做法,引入无弹痕时的头盔表面作为测量的第二参考面,克服了单平面参考面测量时的信息丢失,保证了准确性.测得了弹痕的实际三维轮廓.实验证实了其正确性,精度可达0.1 mm. 展开更多
关键词 傅里叶轮廓 三维轮廓测量 双参考面 弹痕
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小波滤波器组在三维轮廓术上的应用 被引量:2
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作者 翁嘉文 钟金钢 《暨南大学学报(自然科学与医学版)》 CAS CSCD 2004年第5期580-584,589,共6页
 在傅里叶轮廓术中引入小波变换滤波器解析对物体的三维形貌进行测量和分析.采用对数伽柏(logGabor)函数生成一组非线性滤波器对光栅图像进行滤波,从而获得光栅图像的相位信息,以实现全自动化测量和提高测量精度.最后给出模拟和实验结果.
关键词 傅里叶轮廓 小波变换 对数伽柏函数
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傅里叶轮廓术的三维面形测量分析
5
作者 高亚新 杨伟东 《河南科技》 2018年第8期16-17,共2页
傅里叶轮廓术的三维面形测量主要是对物体表面所形成的特征及结构进行分析,这样的分析工作一直以来都是我国诸多科学家及设计团队感兴趣的研究。该项测量技术具备高精度、高准确率、数据处理快等优势,被人们评价为现阶段最具应用前景的... 傅里叶轮廓术的三维面形测量主要是对物体表面所形成的特征及结构进行分析,这样的分析工作一直以来都是我国诸多科学家及设计团队感兴趣的研究。该项测量技术具备高精度、高准确率、数据处理快等优势,被人们评价为现阶段最具应用前景的三维面形测量法。基于此,本文对傅里叶轮廓术的三维面形测量进行分析。 展开更多
关键词 傅里叶轮廓 三维面形测量 相位展开
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一种逐周期条纹背景自适应去除算法
6
作者 刘洋 潘娅 罗玉琴 《计算机测量与控制》 2021年第11期148-153,共6页
利用傅里叶轮廓术(FTP)可实现对单帧光栅投影条纹图像的相位提取,恢复被测物体三维信息;该方法具有实时性高的特点,但在频域滤波时易受到不均匀背景分量的干扰;现有投影条纹图背景去除方法在遇到条纹图背景分量不均匀时,存在去除效果差... 利用傅里叶轮廓术(FTP)可实现对单帧光栅投影条纹图像的相位提取,恢复被测物体三维信息;该方法具有实时性高的特点,但在频域滤波时易受到不均匀背景分量的干扰;现有投影条纹图背景去除方法在遇到条纹图背景分量不均匀时,存在去除效果差,严重影响重建精度的问题;针对该问题,通过实验发现单个条纹周期内的背景分量变化很小,可近似作为常量处理;结合两次希尔伯特变换能有效去除信号直流分量且保持相位信息稳定的特性,提出一种自适应的分周期条纹背景滤除方法;该方法首先对光栅投影图像中的条纹峰值进行提取,分割出逐个条纹周期;再对逐条纹周期分别进行两次希尔伯特变换,自动去除该周期内的背景分量,实现条纹背景分量的逐周期自适应去除;该方法能有效克服条纹投影图像背景分量不均匀的问题;实验结果表明,该方法相对于傅里叶轮廓术可更好地消除条纹背景分量影响,对复杂表面物体的重建异常点少,精度优于0.1 mm。 展开更多
关键词 结构光 希尔伯特变换 背景分量 自适应 傅里叶轮廓
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光纤干涉投射实时傅里叶轮廓术的研究 被引量:9
7
作者 张超 段发阶 +1 位作者 邢明浩 胡博 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期38-43,共6页
基于光纤干涉投射技术,采用马赫-曾德尔光纤干涉仪结构产生杨氏双孔干涉条纹,同时通过高速CMOS相机采集变形条纹图像,并传输至计算机,利用实时视觉库OpenCV实现了自动化的高速条纹图像处理。采用旋转矩形窗算法实现滤波窗口自动选择,对... 基于光纤干涉投射技术,采用马赫-曾德尔光纤干涉仪结构产生杨氏双孔干涉条纹,同时通过高速CMOS相机采集变形条纹图像,并传输至计算机,利用实时视觉库OpenCV实现了自动化的高速条纹图像处理。采用旋转矩形窗算法实现滤波窗口自动选择,对多种相位解包裹算法进行了探讨,总体时间算法复杂度为O(nlgn),测量时间小于200 ms。通过视觉标定,测量精度为0.2 mm。 展开更多
关键词 计算机视觉 实时傅里叶轮廓 光纤投射 视觉标定 自动条纹图像处理
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傅里叶变换轮廓术新理论研究 被引量:33
8
作者 毛先富 陈文静 苏显渝 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期99-104,共6页
采用传统的傅里叶变换轮廓术(FTP),必须保证投影装置出射光瞳和成像装置入射光瞳的连线与参考面平行,并且它们的光轴应在同一平面上,才能得到较为准确的测量结果。改进了傅里叶变换轮廓术测量装置,从理论上证明了双瞳连线不平行参考面... 采用传统的傅里叶变换轮廓术(FTP),必须保证投影装置出射光瞳和成像装置入射光瞳的连线与参考面平行,并且它们的光轴应在同一平面上,才能得到较为准确的测量结果。改进了傅里叶变换轮廓术测量装置,从理论上证明了双瞳连线不平行参考面,且双光轴也不共面时的测量原理,推导出了新的、适用范围更广泛的相位-高度映射算法,使实验系统的搭建变得比较容易,投影装置和成像装置的摆放位置可以随意移动以方便获取全场条纹。所提出的方法为在难以实现双瞳与参考面平行或难以使双轴共面的特殊环境下提供了获得可靠测量结果的途径,并且传统的傅里叶变换轮廓术测量系统是所提出系统结构的一个特例。计算机模拟及实验均证实了该方法的有效性。 展开更多
关键词 傅里叶光学 傅里叶变换轮廓 相位高度映射 相位计算 条纹处理
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傅里叶变换轮廓术中抑制零频的新方法 被引量:30
9
作者 陈文静 苏显渝 +1 位作者 曹益平 向立群 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期740-744,共5页
基于条纹投影的傅里叶变换轮廓术 (FTP)是一种非接触、快速的光学三维面形测量方法。将短时傅里叶变换引入傅里叶变换轮廓术中 ,通过合适滑动窗口把变形条纹分成许多局部条纹段。计算每一个局部变形条纹的归一化傅里叶谱 ,提取零频分量 ... 基于条纹投影的傅里叶变换轮廓术 (FTP)是一种非接触、快速的光学三维面形测量方法。将短时傅里叶变换引入傅里叶变换轮廓术中 ,通过合适滑动窗口把变形条纹分成许多局部条纹段。计算每一个局部变形条纹的归一化傅里叶谱 ,提取零频分量 ,从中重构出变形条纹的零频分量。再计算原变形条纹的归一化傅里叶谱 ,并从中减去零频分量 ,以达到利用一帧变形条纹就可以抑制或消除零频分量对傅里叶变换轮廓术测量的影响 ,使得携带被测物体高度信息的基频分量的扩展几乎可以达到零频 ,而不发生混叠 ,相当于达到了π相移技术消除零频的效果。同采用π相移技术来消除背景光场的改进傅里叶变换轮廓术方法相比 ,此新方法仅需要对CCD获取的一帧条纹图进行处理 ,测量装置简单 ,随着计算机处理速度的提高 ,使傅里叶变换轮廓术能真正发挥其快速测量的优势。 展开更多
关键词 信息光学 傅里叶变换轮廓 短时傅里叶变换 频谱混叠
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利用灰度图提高 Fourier变换轮廓术的测量精度 被引量:27
10
作者 陈文静 苏显渝 +2 位作者 苏礼坤 李万松 向立群 《光电工程》 CAS CSCD 2000年第3期55-59,共5页
在 FTP测量中 ,常利用 π相移方法来消除零频 ,以避免频谱混叠 ,提高 FTP的测量精度。此时 ,测量系统中包含相移装置 ,增加了系统的复杂性。然而 ,人们常常忽略了灰度图中包含的信息在 FTP测量中的作用。本文提出了在 FTP测量中利用一... 在 FTP测量中 ,常利用 π相移方法来消除零频 ,以避免频谱混叠 ,提高 FTP的测量精度。此时 ,测量系统中包含相移装置 ,增加了系统的复杂性。然而 ,人们常常忽略了灰度图中包含的信息在 FTP测量中的作用。本文提出了在 FTP测量中利用一帧灰度图来提高测量精度的方法。该方法测量装置简单 ,又可以达到π相移的效果 ,在实际的 FTP测量中的意义。 展开更多
关键词 傅里叶变换轮廓 灰度图 频谱 测量精度
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动态液面面形测量 被引量:21
11
作者 张启灿 苏显渝 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第12期1506-1508,共3页
将傅里叶变换轮廓术 (FTP)运用到动态液体面形测量 ,采用CCD快速获取由龙基 (Ronchi)光栅投影到处于动态变化过程的液体表面上的一系列变形条纹 ,经过傅里叶变换、频谱滤波、逆傅里叶变换、三维相位展开等处理后得到重建的一系列液面面... 将傅里叶变换轮廓术 (FTP)运用到动态液体面形测量 ,采用CCD快速获取由龙基 (Ronchi)光栅投影到处于动态变化过程的液体表面上的一系列变形条纹 ,经过傅里叶变换、频谱滤波、逆傅里叶变换、三维相位展开等处理后得到重建的一系列液面面形 ,能再现动态液面的变化过程 ,也能获取液体旋涡的一些特征参数 ,为流体力学相关研究提供了一种新的方法。 展开更多
关键词 动态液面 面形测量 傅里叶变换轮廓 液体 流体力学 光学测量
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改进傅里叶变换轮廓术的测量算法研究 被引量:24
12
作者 毛先富 苏显渝 +1 位作者 陈文静 荆海龙 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1291-1295,共5页
提出一种适用于更普遍情况的计算方法,推导了投影装置与成像装置双瞳不等高且双轴不共面时的条纹获取公式,推导出新的相位获取公式以及相位高度映射公式,使得系统可以在双瞳连线不平行参考面,且双光轴也不共面时进行正确的三维测量。与... 提出一种适用于更普遍情况的计算方法,推导了投影装置与成像装置双瞳不等高且双轴不共面时的条纹获取公式,推导出新的相位获取公式以及相位高度映射公式,使得系统可以在双瞳连线不平行参考面,且双光轴也不共面时进行正确的三维测量。与传统的傅里叶变换轮廓术(FTP)相比,该算法实验系统的搭建更容易,投影装置和成像装置的摆放位置可以随意移动以方便全场条纹的获取;与改进的傅里叶变换轮廓术(IFTP)相比,只需要对系统测量三个长度量,系统参量的获取更容易和准确,从而误差变小,测量结果更加接近真实。 展开更多
关键词 光学测量 傅里叶变换轮廓 改进傅里叶变换轮廓 相位高度映射
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采用双频光栅投影的快速傅里叶变换轮廓术 被引量:20
13
作者 刘慧强 陈文静 +1 位作者 苏显渝 陈锋 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期39-42,共4页
傅里叶变换轮廓术中通过反正切计算出的相位是截断的,如果被测物高度变化引起的相邻点的非截断相位变化过大,就无法直接进行正确的相位展开。故提出一种采用双频光栅的快速傅立叶变换轮廓术:从一帧条纹图中获取同一物体对应于不同等效... 傅里叶变换轮廓术中通过反正切计算出的相位是截断的,如果被测物高度变化引起的相邻点的非截断相位变化过大,就无法直接进行正确的相位展开。故提出一种采用双频光栅的快速傅立叶变换轮廓术:从一帧条纹图中获取同一物体对应于不同等效波长的两组截断相位,先展开对应于低频的低精度截断相位,并以此为参考,根据双频光栅两个频率之间的关系,展开对应于高频的高精度相位。经过模拟比较,在误差范围内比传统方法恢复的图形有了较大的改善,相对误差率由2.26%下降到1.79%。 展开更多
关键词 双频光栅投影 傅里叶变换轮廓 三维面形测量
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傅里叶变换轮廓术中频谱泄漏的讨论 被引量:17
14
作者 陈文静 苏显渝 谭松新 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第10期1429-1434,共6页
讨论了频谱泄漏对傅里叶变换轮廓术测量精度的影响。由于用傅里叶变换轮廓术进行三维面形测量时 ,测得的变形光场是空间有限函数 ,故离散傅里叶变换时先要进行周期拓展 ,如果拓展周期选择不当 ,拓展后的条纹将不连续 ,对之进行傅里叶变... 讨论了频谱泄漏对傅里叶变换轮廓术测量精度的影响。由于用傅里叶变换轮廓术进行三维面形测量时 ,测得的变形光场是空间有限函数 ,故离散傅里叶变换时先要进行周期拓展 ,如果拓展周期选择不当 ,拓展后的条纹将不连续 ,对之进行傅里叶变换会产生频谱泄漏。文章从理论上推导了拓展周期与变形结构光场频谱泄漏之间的关系 ,给出了由泄漏引起的视场边缘误差的计算模型和定量分析。提出采用条纹外插以减小泄漏误差的方法 ,计算机模拟及初步实验证实了该方法的有效性。 展开更多
关键词 频谱泄漏 傅里叶变换轮廓
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傅里叶变换轮廓术中新的相位及高度算法分析 被引量:23
15
作者 毛先富 陈文静 +1 位作者 苏显渝 边心田 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期225-229,共5页
在传统傅里叶变换轮廓术三维面型测量中,为了准确得到被测物体的高度分布,必需保证投影仪出射光瞳和摄像机入射光瞳的连线与参考面平行并且在同一水平面,否则存在较大的误差。着眼于更普通的情况,讨论双瞳连线与参考面成某一夹角时的高... 在传统傅里叶变换轮廓术三维面型测量中,为了准确得到被测物体的高度分布,必需保证投影仪出射光瞳和摄像机入射光瞳的连线与参考面平行并且在同一水平面,否则存在较大的误差。着眼于更普通的情况,讨论双瞳连线与参考面成某一夹角时的高度计算,推导出了非平行时的参考面光场及物面变形条纹光场的表达式,并给出了高度映射公式。因而,传统的傅里叶变换轮廓术测量成为角度α=0时的特例。该方法使傅里叶变换轮廓术的测量条件得到了放宽;易于通过移动投影装置或成像装置获取全场条纹;并为在难以实现双瞳与参考面平行的特殊环境下的测量提供了可行的方法。计算机模拟及实验均证实了该方法的有效性。 展开更多
关键词 傅里叶变换轮廓 相位计算 相位高度映射 条纹处理 误差分析
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应用神经网络的复杂物体三维测量 被引量:18
16
作者 唐燕 陈文静 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1435-1439,共5页
将神经网络引入基于结构光投影的复杂物体三维面形测量。在测量过程中,利用神经网络强大的函数逼近能力,得到离散条纹图的连续逼近函数,从中解出物体的相位分布信息,获得物体的三维面形分布。应用神经网络方法,在结构光投影条件下,只需... 将神经网络引入基于结构光投影的复杂物体三维面形测量。在测量过程中,利用神经网络强大的函数逼近能力,得到离散条纹图的连续逼近函数,从中解出物体的相位分布信息,获得物体的三维面形分布。应用神经网络方法,在结构光投影条件下,只需要获取一幅条纹图,便可以完成复杂物体的三维面形测量。该方法相比传统的傅里叶变换轮廓术,不存在滤波操作,不会在测量过程中丢失被测物体的高频分量,具有更高的空间带宽积和灵敏度,能准确测量出复杂物体的细节,更加适用于恢复复杂物体的三维面形。并且该方法在条纹图存在阴影的情况下与傅里叶变换轮廓术相比,能更好地提取出物体的相位信息,恢复物体的三维面形。模拟及实验均验证了该方法的可行性。 展开更多
关键词 三维面形测量 神经网络 函数逼近 傅里叶变换轮廓
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利用频闪结构光测量旋转叶片的三维面形 被引量:17
17
作者 张启灿 苏显渝 +3 位作者 曹益平 李勇 向立群 陈文静 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期207-211,共5页
 在对快速甚至高速运动物体进行研究时,需要对运动物体各个时刻的三维面形和形变量进行数字化描述。提出了一种利用频闪光作为结构照明光源,基于傅里叶变换轮廓术对旋转叶片每个时刻的三维面形和变形量进行动态测量的光学方法。使用自...  在对快速甚至高速运动物体进行研究时,需要对运动物体各个时刻的三维面形和形变量进行数字化描述。提出了一种利用频闪光作为结构照明光源,基于傅里叶变换轮廓术对旋转叶片每个时刻的三维面形和变形量进行动态测量的光学方法。使用自行设计的同步控制单元对风扇叶片旋转位置进行检测,用该检测信号同步驱动频闪结构光源的发光和图像采集系统“冻结”记录下旋转叶片表面变形条纹的瞬时图像,再运用傅里叶变换轮廓术计算出每一瞬间时刻旋转叶片的三维面形,分析这些三维面形数字化结果可以进一步得到旋转叶片的变形量。通过对家用电风扇的实验,验证了该方法的合理性和可行性。该方法可望在高速运动物体的面形和变形研究上有广泛运用。 展开更多
关键词 信息光学 测量与计量 三维面形测量 傅里叶变换轮廓 频闪光 动态三维可视化 结构光照明 相位展开
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滤波窗的选择对傅里叶变换轮廓术测量精度的影响 被引量:12
18
作者 步鹏 陈文静 苏显渝 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期43-45,共3页
比较了在有噪声和无噪声的情况下 ,傅里叶变换轮廓术中采用三种频域滤波窗对测量精度的影响。给出了在有噪声和无噪声情况下 ,FTP中采用不同滤波窗的测量误差分布图。得出在无噪声及噪声较小的情况下 ,采用平顶高斯滤波窗测量面形精度最... 比较了在有噪声和无噪声的情况下 ,傅里叶变换轮廓术中采用三种频域滤波窗对测量精度的影响。给出了在有噪声和无噪声情况下 ,FTP中采用不同滤波窗的测量误差分布图。得出在无噪声及噪声较小的情况下 ,采用平顶高斯滤波窗测量面形精度最高 ,而在噪声较大的情况下 ,采用汉宁滤波窗测量面形精度最高。 展开更多
关键词 滤波窗 傅里叶变换轮廓 测量精度 频域滤波 传感技 光栅投影
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基于傅里叶变换移相测量的相位测量轮廓术 被引量:10
19
作者 黄文宇 龚建伟 陆际联 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 2000年第6期715-719,共5页
移相误差是移相法相位测量轮廓术的主要误差来源 .提出一种对实际步进移相值进行测量 ,消除移相误差对相位测量影响的算法 .该算法将傅里叶变换相位测量和移相法相位测量相结合 ,利用傅里叶变换相位测量原理测量每次移相的实际相移量 ,... 移相误差是移相法相位测量轮廓术的主要误差来源 .提出一种对实际步进移相值进行测量 ,消除移相误差对相位测量影响的算法 .该算法将傅里叶变换相位测量和移相法相位测量相结合 ,利用傅里叶变换相位测量原理测量每次移相的实际相移量 ,然后根据相移实测值计算相位分布 ,进而获得物体表面的三维数据 .该算法能够准确测量每步移相的实际相移量 ,不要求移相的均匀性和重复性 ,只需 3帧图像就可解调出相位分布 ,不受移相误差的影响 .仿真结果证实了该算法的有效性 .实际图像数据处理结果表明 。 展开更多
关键词 相位测量 傅里叶变换轮廓 相位测量轮廓 移相法
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基于相位预测的在线三维测量像素匹配方法 被引量:13
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作者 许幸芬 曹益平 彭旷 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期158-166,共9页
物体的运动使变形条纹图中物体像素点不对应,因此需要对物体做像素匹配。提出了一种基于相位预测的在线三维测量像素匹配方法。仅投一帧正弦光栅条纹到在线运动的物体上,CCD同步采集相同步距时刻受物体调制的变形条纹图。采用傅里叶变... 物体的运动使变形条纹图中物体像素点不对应,因此需要对物体做像素匹配。提出了一种基于相位预测的在线三维测量像素匹配方法。仅投一帧正弦光栅条纹到在线运动的物体上,CCD同步采集相同步距时刻受物体调制的变形条纹图。采用傅里叶变换轮廓术(FTP)方法对采集的变形条纹预测物体不同位置的相位信息,并以该相位信息的特征做像素匹配,实现了物体在各帧条纹图中的像素一一对应,同时匹配后的变形条纹产生等效的等步相移,进而采用等步长相移算法来重构在线运动物体的三维面形。计算机模拟与实验验证了该方法的有效性和可行性。同时,与在线FTP方法进行比较,在线FTP方法和本文方法的均方根误差分别为1.013mm和0.024mm,表明该方法对在线三维测量具有较高的测量精度。 展开更多
关键词 测量 像素匹配 傅里叶变换轮廓 相位预测 在线三维测量 等步长相移算法
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