1.一种用于投影测量的有效点云快速识别算法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)、基于调制度计算公式,计算原始相移图像的像素点调制度,并且统计调制度分布;
(2)、根据步骤(1)得到的原始相移图像的像素点调制度分布,利用Otsu算法初步提取原始相移图像像素点的有效点云分割阈值t*;
(3)、利用改进的valley-emphasis方法计算目标函数值随调制度的变化情况,并且在[1,t*]范围内寻找最大目标函数值作为理想的有效点云分割阈值tm*,所有调制度大于tm*的像素点,其对应的三维坐标点确定为有效点云。
2.根据权利要求1所述的一种用于投影测量的有效点云快速识别算法,其特征在于:所述步骤(1)具体过程如下:
设投影测量过程中采用N步相移法,通过CCD相机采集得到投影条纹的亮度变化可以描述为:
Ik(x,y)=I″(x,y)+I′(x,y)cos[φ(x,y)+2π×k/N],
上式中k=0,1,…,N,I″(x,y)是平均光强,I′(x,y)是调制光强,φ(x,y)是相位分布,可以通过多步相移法计算得到;
由原始相移图像,每个像素点的调制度可以通过下式计算:
上式中Ik(x,y)是CCD相机采集得到的投影条纹亮度,设所有像素点的调制度范围是0到L-1,L是理论最大调制度,其具体数值与采用的多步相移算法相关,m是原始图像中所有像素点的总数量,mj是调制度在j位置的像素点数量,pj是调制度j的出现概率,其计算公式为:
通过计算和统计各调制度的出现概率,可以得到原始相移图像的调制度分布。
3.根据权利要求1所述的一种用于投影测量的有效点云快速识别算法,其特征在于:所述步骤(2)具体过程如下:
设原始图像的像素点可以由调制度阈值t分为两大类(C0和C1),这里C0包括所有调制度在[0,1,…,t]范围内的像素点,C1的范围是[t+1,…,L-1],ω0(t)和ω1(t)分别代表两类的累积概率,其计算公式分别为:
两类的平均调制度值为μ0(t)和μ1(t),分别对应按下式计算:
所有像素点的平均调制度值μT可以计算为:
由调制度阈值t区分的两大类原始图像像素点C0和C1,其两类之间的类间方差可以计算为:
利用Otsu算法计算有效点云分割阈值t*时,是通过寻找最大类间方差处的调制度得到,该过程可以表述为:
4.根据权利要求1所述的一种用于投影测量的有效点云快速识别算法,其特征在于:所述步骤(3)具体过程如下:
改进的valley-emphasis方法,其目标函数是其中pm=m/L,在[1,t*]范围内寻找最大目标函数值作为理想的有效点云分割阈值tm*,其寻优过程可以描述为:
最后根据确定的区分阈值识别有效三维点云,识别的标准是该点的调制度大于区分阈值: