(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210601930.7 (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 深圳大学 地址 518000 广东省深圳市南 山区粤海街 道南海大道3 688号 (72)发明人 刘晓利　侯权耀　杨洋　王紫薇　 汤其剑　彭翔　 (74)专利代理 机构 深圳市精英专利事务所 44242 专利代理师 谭穗平 (51)Int.Cl. G06T 7/557(2017.01) G06T 7/80(2017.01) G06T 7/73(2017.01) (54)发明名称 基于光场多视角约束的相位展开方法及相 关组件 (57)摘要 本发明公开了基于光场多视角约束的相位 展开方法及相关组件。 该方法包括： 通过结构光 场系统采样测量场景中不同深度下的主视角相 位和辅视角相位； 利用相位一致性原则， 获取每 一深度下的主视角相位在各个辅视角图像中的 对应点的像素坐标， 并对主视角相位到辅视角图 像中对应点像素坐标的映射关系进行多项式标 定； 利用采样数据计算主视角图像中每个像素的 候选级次范围； 计算主视角图像中每个像素的候 选绝对相位集， 然后遍历候选绝对相位集， 并利 用已标定映射关系计算其与各个辅视角图像的 对应点像素坐标的包裹相位的误差值， 并将最小 误差值对应的候选相位作为主视角图像中每个 像素的绝对相位。 本发明具有可稳定实现结构光 场准确的相位展开的优点。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 114897959 A 2022.08.12 CN 114897959 A 1.一种基于光场多视角约束的相位展开方法， 其特 征在于， 包括： 标定步骤： 通过结构光场系统采样测量场景中不同深度 下的主视角 相位和辅视角 相位， 具体包括 采样每一深度下的主视角图像中每个像素的相位和 一个或多个辅视角图像中每个像素的 相位； 利用相位一致性原则， 获取每一深度 下的所述主视角 相位在各个所述辅视角图像 中的 对应点像素坐标， 得到每一深度下 的映射样本集， 使用所述映射样本集对所述主视角相位 到各个所述辅 视角图像中的对应点像素坐标的映射关系进行多 项式标定； 根据采样数据， 计算所述主视角图像中每 个像素的候选级次范围； 完成采样标定后， 执 行如下相位展开计算 步骤： 根据所述 候选级次范围计算并得到每 个像素的候选绝对相位 集； 根据所述主视角图像中每个像素的候选绝对相位集， 基于标定的所述主视角 相位到各 个所述辅视角图像中的对应点像素坐标的映射关系， 遍历 计算所述候选绝对相位集中每个 候选绝对相位在各个所述辅 视角图像的对应点像素坐标； 遍历所述主视角图像中每个像素的候选绝对相位集， 并计算其与所述辅视角图像的对 应点像素坐标的包裹相位的误差值， 并将最小误差值对应的候选相位作为所述主视角图像 中每个像素的绝对相位。 2.根据权利要求1所述的基于光场多视角约束的相位展开方法， 其特征在于， 所述通过 结构光场系统采样测量场景中不同深度下的主视角相位和辅 视角相位， 包括： 将平面标靶放置 于所述结构光场系统的测量空间中的不同深度； 针对每一深度， 执 行如下相位计算 流程： 通过所述结构光场系统的投影光机向所述测量场景投射相移条纹与互补型格雷码； 通过所述结构光场系统的光场相机获取所述测量场景的主视角图像和一个或多个辅 视角图像； 进行相位解调计算得到所述主视角图像中每个像素的相位和各个所述辅视角图像中 每个像素的相位。 3.根据权利要求1所述的基于光场多视角约束的相位展开方法， 其特征在于， 所述利用 相位一致性原则， 获取每一深度下的所述主视角相位在各个所述辅视角图像中的对应点像 素坐标， 得到每一深度下 的映射样本集， 使用所述映射样本集对所述主视角相位到各个所 述辅视角图像中的对应点像素坐标的映射关系进行多 项式标定包括： 利用相位一致性原则， 获取每一深度下的所述主视角图像中单个像素的候选相位φ， 得到单个映射样本 其中ui表示第i个辅视角图像中的对应点的像 素坐标,V 表示辅视角图像的像素 数量； 基于每一深度下的所述主视角图像中的所有像素， 得到每一深度下的映射样本集 其中n表示数据样本序号， N表示所采用的辅 视角数目； 按如下公式对所述主视角相位到各个所述辅视角图像中的对应点像素坐标的映射关 系进行多 项式标定， 并得到多 项式系数dn：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114897959 A 2其中， ui表示第i个辅视角图像中的对应点的像素坐标， 表示将主视角绝对相位 映射至第i个辅视角的对应点坐标与ui对应的所述主视角图像中的像素的候选绝对相位， 表示所述主视角图像中第n个 像素的候选绝对相位。 4.根据权利要求1所述的基于光场多视角约束的相位展开方法， 其特征在于， 所述根据 采样数据， 计算所述主视角图像中每 个像素的候选级次范围， 包括： 获取所述结构光场系统的测量深度， 得到深度范围； 根据深度与绝对相位的非线性单调关系以及不同的绝对相位对应不同的级次的对应 关系， 得到所述选级次范围。 5.根据权利要求1所述的基于光场多视角约束的相位展开方法， 其特征在于， 根据 所述 候选级次范围计算并得到每 个像素的候选绝对相位 集， 包括： 按如下公式计算 不同候选级次下的候选绝对相位φm： 其中， 表示所述主视角图像中像素的包裹相位， K表示 不同候选级次； 基于每一 候选级次， 得到候选绝对相位 集{φk＝k∈[Kmin,Kmax]}， 其中k表示第k级。 6.根据权利要求3所述的基于光场多视角约束的相位展开方法， 其特征在于， 所述根据 所述主视角图像中每个像素的候选绝对相位集， 基于标定的所述主视角相位到各个所述辅 视角图像中的对应点像素坐标的映射关系， 遍历计算所述候选绝对相位集中每个候选绝对 相位在各个所述辅 视角图像的对应点像素坐标， 包括： 基于标定公式 使用已标定的所述多项式系数dn， 遍历计算 所述候选绝对相位 集中每个候选绝对相位在各个所述辅 视角图像的对应点像素坐标。 7.根据权利要求1所述的基于光场多视角约束的相位展开方法， 其特征在于， 所述遍历 所述主视角图像中每个像素的候选绝对相位集， 并计算其与所述辅视角图像的对应点像素 坐标的包裹相位的误差值， 并将最小误差值对应的候选相位作为所述主视角图像中每个像 素的绝对相位， 包括： 按如下误差函数计算 误差值： 其中， 表示所述主视角图像中对应点像素坐标的包裹相位， 表示第i个辅视角图 像的对应点像素坐标的包裹相位， N表示所采用的辅 视角数目； 将最小误差值对应的候选相位作为所述主视角图像中每 个像素的绝对相位。 8.一种基于光场多视角约束的相位展开装置， 其特 征在于， 包括： 标定步骤： 相位获取单元， 用于通过结构光场系统采样测量场景中不同深度 下的主视角 相位和辅 视角相位， 具体包括采样 每一深度下的主视角图像中每个像素的相位和一个或多个辅视角 图像中每 个像素的相位；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114897959 A 3