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结构光三维成像技术 被引量：132
1
作者 苏显渝 张启灿 陈文静 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期1-10,共10页
近年来,结构光三维成像技术被深入研究和广泛应用,通常采用的技术方案是投影一个载频条纹到被测物体表面,利用成像设备从另一个角度记录受被测物体高度调制的变形条纹图像,再从获取的变形条纹图中数字解调重建出被测物体的三维数字像。... 近年来,结构光三维成像技术被深入研究和广泛应用,通常采用的技术方案是投影一个载频条纹到被测物体表面,利用成像设备从另一个角度记录受被测物体高度调制的变形条纹图像,再从获取的变形条纹图中数字解调重建出被测物体的三维数字像。与全息三维成像对应,结构光三维成像过程也是两步成像过程,先获取物体被结构光条纹调制的二维图像,再从包含变形条纹的二维像中通过数字重建方法得到物体的三维数字像。主要回顾了本课题组在基于结构光三维成像技术研究中的进展,讨论了基于傅里叶条纹分析、相移条纹分析和动态过程三维成像的方法,给出了相关应用的实验结果,分析了结构光三维成像的特点以及该领域今后的发展动向。 展开更多
关键词 成像系统 三维成像 结构光 三维面形测量 条纹分析 全息显示
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一种自适应阈值的Canny边缘检测算法 被引量：95
2
作者 唐路路 张启灿 胡松 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期127-132,共6页
针对传统Canny算法阈值选择困难的问题,本文提出一种基于最大类间方差法的自适应同步搜索高低阈值的方法。该方法首先根据梯度直方图信息将对应的像素分为三类;其次基于改进的Otsu算法定义评价函数,该评价函数描述了类间方差;最后依次... 针对传统Canny算法阈值选择困难的问题,本文提出一种基于最大类间方差法的自适应同步搜索高低阈值的方法。该方法首先根据梯度直方图信息将对应的像素分为三类;其次基于改进的Otsu算法定义评价函数,该评价函数描述了类间方差;最后依次搜索评价函数的一个最大值,自动获取Canny算子的高低阈值。该方法不需要人为设定任何参数。与传统Canny算法、直接Otsu算法的结果比较表明,本文方法对不同的图像都能较好地提取真实边缘,特别是在低对比度图像的边缘提取上,此方法更具有优势。 展开更多
关键词 边缘检测 CANNY算法 改进的Otsu算法 自适应阈值
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相位检测面形术在大尺度三维面形测量中的应用 被引量：69
3
作者 李万松 苏礼坤 苏显渝 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期792-796,共5页
将相位检测面形术 (PMP)用于大尺度、高精度三维面形测量中。采用文中提出的双向高度坐标校正法 ,可以得到精确的物面三维坐标。提出了一种新的基于洪水算法的图像拼接法 。
关键词 相位检测面形术 坐标校正 图像拼接
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基于共面点的摄像机线性标定法 被引量：39
4
作者 邹凤娇 苏显渝 李美菊 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期70-74,共5页
提出了一种线性求解摄像机内外参数的方法。通过分解参数确定相机主点坐标和纵横比,利用径向平行约束求解大部分的外参数,再引入新的畸变模型线性求解其余内外参数。该法特点是采用共面点标定物,且不需摄像机做任何运动就可以实现全过... 提出了一种线性求解摄像机内外参数的方法。通过分解参数确定相机主点坐标和纵横比,利用径向平行约束求解大部分的外参数,再引入新的畸变模型线性求解其余内外参数。该法特点是采用共面点标定物,且不需摄像机做任何运动就可以实现全过程的线性标定。既避免了非线性优化的繁琐和不稳定,也解决了其它线性法中部分内参数的标定问题。两套实验结果误差分别为0.3391pixels和0.6004pixels,表明该法具有较高的精度,是一种简单、有效、实用的标定法。 展开更多
关键词 摄像机标定 共面点 畸变模型 角点提取
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双曲面折反射全景成像系统 被引量：41
5
作者 曾吉勇 苏显渝 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期1138-1142,共5页
给出了双曲面折反射全景成像系统的设计方法 ,推导了系统的逆投影计算公式 ,建立了虚拟像面内透视全景图像与实际像平面内全景图像的坐标映射关系 ,为全景视频图像的处理提供了必要的模型和计算方法。提出了全景成像系统设计方法 ,研制... 给出了双曲面折反射全景成像系统的设计方法 ,推导了系统的逆投影计算公式 ,建立了虚拟像面内透视全景图像与实际像平面内全景图像的坐标映射关系 ,为全景视频图像的处理提供了必要的模型和计算方法。提出了全景成像系统设计方法 ,研制出双曲面反射镜 。 展开更多
关键词 全景成像系统 双曲面反射镜 折反射系统 逆投影公式 参量确定 视场角
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采用激光光刀的叶片三维面形测量方法 被引量：35
6
作者 贾波 苏显渝 郭履容 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第4期271-275,共5页
提出一种采用激光光刀的叶片三维面形测量方法。介绍了方法原理、系统结构、信息获取与处理方案,并给出了对实际飞机发动机叶片的面形测量结果。
关键词 叶片 激光光刀 面形 测量 飞机
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基于格雷码图案投影的结构光三维成像技术 被引量：51
7
作者 张启灿 吴周杰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期70-82,共13页
近年来,结构光三维成像技术被深入研究和广泛应用。在众多的结构光投影三维成像方法中,基于格雷码图案投影的三维成像技术因具有良好的鲁棒性和抗噪性被广泛地应用到工业检测、文物数字化及生物医学检测等领域。投影出去的格雷码图案作... 近年来,结构光三维成像技术被深入研究和广泛应用。在众多的结构光投影三维成像方法中,基于格雷码图案投影的三维成像技术因具有良好的鲁棒性和抗噪性被广泛地应用到工业检测、文物数字化及生物医学检测等领域。投影出去的格雷码图案作为一种结构光,可以直接用来调制被测面形高度分布,也可以用来辅助其他结构光的信息获取和计算,最终达到三维成像的目的。文中概述了基于格雷码图案投影的结构光三维成像技术,回顾了不同种类方法的基本原理以及研究进展,给出了课题组相关方向上的原理及应用研究结果,分析了格雷码二值图案在三维面形测量应用中的优缺点和适用范围,并指出了该领域今后的发展动向。 展开更多
关键词 格雷码 结构光 三维传感 条纹投影 动态三维测量
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功率谱密度的数值计算方法 被引量：37
8
作者 张蓉竹 蔡邦维 +2 位作者 杨春林 许乔 顾元元 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期661-664,共4页
采用功率谱密度 PSD(Power Spectral Density)作为大尺寸光学元件表面质量的评价标准 ,对其定义及计算普适公式及方法进行了详细的分析推导 ,给出了被测样品的计算结果 ,并就在不同条件下计算平均 PSD的方法和结果进行了分析比较和讨论。
关键词 大尺寸光学元件 功率谱密度 傅立叶变换 固体激光器 惯性约束聚变
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基于相移条纹分析的实时三维成像技术发展综述 被引量：44
9
作者 郭文博 张启灿 吴周杰 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第8期1-19,共19页
近年来,客观世界和场景三维信息需求量的陡增,促使结构光三维测量技术快速发展。基于条纹投影和相移条纹分析的三维成像技术具有较好的精度和鲁棒性,在众多的技术方法中脱颖而出,被广泛地应用于工业检测、文物数字化、生物医学检测领域... 近年来,客观世界和场景三维信息需求量的陡增,促使结构光三维测量技术快速发展。基于条纹投影和相移条纹分析的三维成像技术具有较好的精度和鲁棒性,在众多的技术方法中脱颖而出,被广泛地应用于工业检测、文物数字化、生物医学检测领域。而在人机交互、虚拟现实、在线检测、远程手术等具有时效性要求的应用场景中,实现实时三维测量具有重要意义和明显价值。首先简要介绍了基于相移条纹分析的三维成像技术基本原理,随后分类讨论了实时三维成像的多种优化实现方向,回顾了各类方向中不同的技术方案。最后,总结了基于相移条纹分析的实时三维成像技术所面临的挑战及有潜力的研究方向。 展开更多
关键词 图像处理 三维成像 条纹投影 结构光照明 相移条纹分析 实时三维重建
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相位测量轮廓术中三维坐标校准新方法 被引量：38
10
作者 宋万忠 苏显渝 +1 位作者 曹益平 向立群 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期272-277,共6页
提出了一种新的用于相位测量轮廓术中的三维坐标校准方法。该方法用一个含有三个虚拟校准平面的标准块代替传统相位测量轮廓术校准方法中使用的标准平面 ,每个虚拟校准平面由多个高度相同但空间离散分布的子区域组成 ,相应的连续相位恢... 提出了一种新的用于相位测量轮廓术中的三维坐标校准方法。该方法用一个含有三个虚拟校准平面的标准块代替传统相位测量轮廓术校准方法中使用的标准平面 ,每个虚拟校准平面由多个高度相同但空间离散分布的子区域组成 ,相应的连续相位恢复是通过一个迭代过程实现的 ,同时各个子区域还被用于横向坐标的校准。由于各个虚拟校准平面间高度是垂直变化的 ,传统的相位展开不能得到正确的相对位置关系 ,基于等效波长概念 ,提出了一种准确的虚拟校准平面连续相位间相对位置恢复的办法。此校准方法的特点是 :在校准过程中不需要标准平面的多次精确平移 ;仅需要一次测量就可以完成高度和横向坐标的同时校准。文中给出的实验结果说明了该校准方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 图像处理 相位-高度映射 横向坐标校准 相位测量轮廓术
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基于条纹反射的类镜面三维面形测量方法 被引量：40
11
作者 刘元坤 苏显渝 吴庆阳 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1636-1640,共5页
提出了一种基于条纹反射和相移技术的类镜面三维面形测量的新方法。首先在平板显示器上显示正弦条纹,然后用CCD相机分别记录由待测面和标准面反射的正弦条纹像,通过相移得到各自的相位分布,与标准面相位分布相比较得到待测表面起伏引起... 提出了一种基于条纹反射和相移技术的类镜面三维面形测量的新方法。首先在平板显示器上显示正弦条纹,然后用CCD相机分别记录由待测面和标准面反射的正弦条纹像,通过相移得到各自的相位分布,与标准面相位分布相比较得到待测表面起伏引起的相位变化。推导了相位变化量与待测表面梯度的对应关系,分别对待测面进行水平和垂直两个方向光栅相位测量,通过计算可得到梯度分布并由梯度分布恢复待测表面面形。同时初步分析了影响条纹反射技术测量精度的因素。测量中,光栅由计算机产生,可以实现精确的相移,而且可以方便地调节光栅的周期及方向,通过预设标记点来引导相位展开有效地解决待测面和标准面的条纹对应问题。实测了建筑用釉面瓷砖表面起伏,验证了该方法的可行性。 展开更多
关键词 光学测量 条纹反射 相移 面形重建 三维面形测量
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Fourier变换轮廓术中对测量系统的基本要求 被引量：32
12
作者 陈文静 苏显渝 谭松新 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 1999年第6期535-539,共5页
本文讨论在正交光轴测量系统中避免阴影和频谱混叠并保证测量精度的方法；采用减小成像光轴和投影光轴之间的夹角的方法避免阴影；增加投影到被测物体上的条纹数，同时提高ＣＣＤ的分辨率以保证条纹的富里叶谱的基频从其他的频率分量中... 本文讨论在正交光轴测量系统中避免阴影和频谱混叠并保证测量精度的方法；采用减小成像光轴和投影光轴之间的夹角的方法避免阴影；增加投影到被测物体上的条纹数，同时提高ＣＣＤ的分辨率以保证条纹的富里叶谱的基频从其他的频率分量中分离出来，从而提高ＦＴＰ的测量精度。 展开更多
关键词 傅氏变换轮廓术 光轴测量系统 计算机应用
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基于双色条纹投影的快速傅里叶变换轮廓术 被引量：32
13
作者 陈文静 苏显渝 +2 位作者 曹益平 向立群 张启灿 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期1153-1157,共5页
在实际傅里叶变换轮廓术测量中 ,获取的条纹图扩展的零频分量对傅里叶变换轮廓术的测量精度和测量范围有很大影响 ,甚至妨碍正确三维面形的恢复。π相移技术常被用来消除零频分量对测量的影响 ,但需要在测量系统中安装精密相移装置 ,并... 在实际傅里叶变换轮廓术测量中 ,获取的条纹图扩展的零频分量对傅里叶变换轮廓术的测量精度和测量范围有很大影响 ,甚至妨碍正确三维面形的恢复。π相移技术常被用来消除零频分量对测量的影响 ,但需要在测量系统中安装精密相移装置 ,并需要采集两帧具有π相位差的条纹图。传统傅里叶变换轮廓术中 ,完成精密相移需要较长的时间 ,影响了傅里叶变换轮廓术测量方法的实时性。提出了采用双色正弦光栅投影来实现从一帧条纹图中消除零频对傅里叶变换轮廓术测量的影响。该方法同传统的π相移方法相比 ,不需要相移装置 ,测量系统简单 。 展开更多
关键词 快速傅里叶变换轮廓术 图像处理 双色条纹投影 三维面形测量 计算机模拟 一帧条纹图 零频
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动态三维面形测量的研究进展 被引量：37
14
作者 张启灿 苏显渝 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2013年第1期1-14,共14页
近年来,光学非接触三维面形测量技术被深入研究和广泛应用,其中常采用的技术方案是投影一个载频条纹到被测物体表面,利用成像设备从另一个角度记录受被测物体高度调制的变形条纹图像,再从中解调重建出被测物体的三维面形分布。与单帧图... 近年来,光学非接触三维面形测量技术被深入研究和广泛应用,其中常采用的技术方案是投影一个载频条纹到被测物体表面,利用成像设备从另一个角度记录受被测物体高度调制的变形条纹图像,再从中解调重建出被测物体的三维面形分布。与单帧图像的傅里叶条纹分析方法相结合,这种基于条纹投影的调制和解调技术被拓展应用到动态过程(物体)的三维面形测量和重建中,以满足日益增长的动态过程分析需求。回顾了近年来在基于条纹投影和傅里叶分析的动态过程三维面形测量以及薄膜振动模式检测研究中的进展,讨论了不同动态过程的测量方法和测量系统,给出了相关应用的实验结果。讨论了该技术的优点和面临的挑战,并指出了该领域今后的发展动向。 展开更多
关键词 光学测量 三维面形测量 动态过程 条纹投影 傅里叶分析 形变分析
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液晶电视LCTV的光学调制特性及其应用 被引量：21
15
作者 陈怀新 隋展 +2 位作者 陈祯培 陈仁元 李明中 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第8期741-745,共5页
采用光学干涉法和透射法分别测试了爱普生 Epson 液晶电视 L CTV 的位相和振幅调制特性 ;给出了采用 L
关键词 液晶电视 位相 振幅 光学调制
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采用液晶空间光调制器的可控性阵列菲涅耳波带片 被引量：25
16
作者 陈怀新 魏宏刚 +1 位作者 陈祯培 吴科 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期562-566,共5页
利用液晶空间光调制器的光学调制特性 ,实现阵列数与焦长可调控的阵列菲涅耳波带片 ,并给出了理论分析和实验结果 ,该方法操作简单。
关键词 液晶空间光调制器 实时可控性 阵列菲涅耳波带片 衍射光学组件 阵列数 焦长
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傅里叶变换轮廓术新理论研究 被引量：33
17
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 傅里叶变换轮廓术 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
18
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 傅里叶变换轮廓术 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
19
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 傅里叶变换轮廓术 灰度图 频谱 测量精度
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线结构光双传感器测量系统的标定方法 被引量：33
20
作者 吴庆阳 苏显渝 +1 位作者 向立群 李勇 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期259-264,共6页
针对现有线结构光双传感器测量系统标定过程中对设备要求高、标定过程复杂等难题,提出了一种简便的基于平面标定参照物的现场标定方法。该方法不需要设计复杂的校准模型和高精度的辅助调整设备,只需要将一个绘制有棋盘格图案的平面参照... 针对现有线结构光双传感器测量系统标定过程中对设备要求高、标定过程复杂等难题,提出了一种简便的基于平面标定参照物的现场标定方法。该方法不需要设计复杂的校准模型和高精度的辅助调整设备,只需要将一个绘制有棋盘格图案的平面参照物在两个传感器公共的测量范围内任意摆放几个位置,即可完成双传感器标定,并建立两个传感器之间的相互关系,进一步将多个局部世界坐标系下的标定特征点统一到一个全局世界坐标系中,从而建立起两个传感器与线结构光平面间的标定方程。实验验证了该方法的可行性,实测平面高度的均方根(RMS)误差为0.03 mm。 展开更多
关键词 测量 三维传感 线结构光 标定
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