位误差。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应W此实施例限制本发明的 保护范围。
[0035] 先请参阅图1。图1为本发明所采用的光学条纹图获取系统示意图。该系统包括： 投影系统1、CCD摄像机2、计算机3和待测物体4。投影系统1的光轴与CCD摄像机2的光 轴的夹角为45度。待测物体4在投影系统1的投影范围之内，待测物体4在CCD摄像机2 的视场之内，所述的计算机3的输入端与所述的CCD摄像机4的输出端相连。
[0036] 利用本发明进行光学条纹图抑噪的流程如图2所示，包括如下步骤：
[0037] ①光学条纹图的采集：
[0038] 投影系统1投影正弦结构光场至待测物体4的表面。加载了数据处理程序的计算 机3控制CCD摄像机2连续拍摄15幅经过被测物体调制的光学条纹图并存储。拍摄的光 学条纹图大小为1000像素X1000像素，即X= 1000、Y= 1000。设定光学条纹图行方向 为X方向，列方向设为y方向，则第L幅光学条纹图强度1\(X)如下列公式所示：
[0039] ΓL(X,y)=Ii(X,y)+I2(X，y)cos[2πfx+ΔΦ(X,y)]+noise，
[0040] 其中，Ii(x，y)为背景光成分强度，l2(x，y)为光学条纹图的调制强度，f为光学条 纹图的基频，AΦ(x，y)为由待测物体Ξ维面形高度h信息引起的调制相位，noise表示噪 声。拍摄的第一幅光学条纹图如图3所示。
[0041] ②噪声参数估计：
[0042] 设定a= 1，根据下列公式估计噪声图像，
[0043]
[0044] 根据下列公式计算噪声的均值，
[0045]
[0046] 根据下列公式计算噪声的标准差，
[0047]
[0048] 计算机生成均值为;;标准差为ο1=0.2的高斯随机噪声图noise 设定 非下采样轮廓波变换的分解层数C= 5。第1至5层的分解方向数分别为2、2、4、4、4。对 高斯随机噪声图noise.进行非下采样轮廓波变换，得到非下采样轮廓波变换系数。采用蒙 特卡洛方法估计各下采样轮廓波变换系数中层各方向带通子带系数的标准差其中i 表示第i层，j表示第i层上第j个方向。 阳049] ③非下采样轮廓波变换与非下采样轮廓波变换系数收缩：
[0050] 对光学条纹图Ii'进行非下采样轮廓波变换，得到非下采样轮廓波变换系数Ti, ,， 其中i表示第i层，j表示第j个方向。设定K= 30,根据下列公式对TV,进行收缩，
[0051]
[0052]对收缩后的非下采样轮廓波变换系数Tsi, ,进行逆非下采样轮廓波变换得到抑制 噪声后的光学条纹图，实现光学条纹图抑噪。
[0053] 利用本发明求解的光学条纹图调制相位误差如图5所示，除了光学条纹图边缘位 置受边缘的影响误差较大之外，其他地方的误差均在0. 15弧度W内。利用在先技术1、在先 技术2、在先技术3求解的光学条纹图调制相位误差分别在0. 4、0. 34、0. 45W内。对比可 见，本发明的噪声抑制效果明显优于在先技术1、2、3,实现了光学条纹图的有效抑噪。
[0054]W上所述仅为本发明实施的实例，并不用于限制本发明的具体实施，凡在本发明 的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等均在本发明保护之列。
【主权项】
1. 一种基于非下采样轮廓波变换的光学条纹图抑噪方法，该方法利用的图像获取系统 包括：投影系统⑴、CCD摄像机（2)、计算机⑶和待测物体⑷；投影系统⑴的光轴与 CCD摄像机（2)的光轴的夹角大于0度小于90度；待测物体（4)在投影系统（1)的投影范 围之内，待测物体（4)在CCD摄像机（2)的视场之内，所述的计算机（3)的输入端与所述的 CCD摄像机（4)的输出端相连，其特征在于该方法包括如下步骤： ① 光学条纹图的采集： 投影系统（1)投影正弦结构光场至待测物体（4)的表面；加载了数据处理程序的计算 机（3)控制CCD摄像机（2)连续拍摄η幅经过被测物体调制的光学条纹图并存储，η取大 于10的整数，设定光学条纹图行方向为X方向，列方向设为y方向，则第L幅光学条纹图强 度I\(x)如下列公式所示：其中，Mx，y)为背景光成分强度，i2(x，y)为光学条纹图的调制强度，f为光学条纹图 的基频，Δ φ (X，y)为由待测物体三维面形高度h信息引起的调制相位，noise表示噪声； ② 噪声参数估计： 根据下列公式估计噪声图像， 其中，a的取值范围为1~η，Γ a(x，y)为η幅光学条纹图中的任一幅； 根据下列公式计算噪声的均值，其中，X、Υ分别为所述光学条纹图的行数和列数； 根据下列公式计算噪声的标准差，计算机生成均值为/w/.ve，标准差为σ 1的尚斯随机噪声图noise s; 设定非下采样轮廓波变换的分解层数C，C的取值范围为3~20的整数；各层的分解方 向数设定为m，m的取值范围为1~23的整数，s表示当前层的序数； 对高斯随机噪声图noises进行非下采样轮廓波变换，得到非下采样轮廓波变换系数； 采用蒙特卡洛方法估计非下采样轮廓波变换系数中各层各方向带通子带系数的标准 差σ 其中i表示第i层，j表示第j个方向； ③ 非下采样轮廓波变换与非下采样轮廓波变换系数收缩： I'b(x，y)表示采集的光学条纹图中需要降噪一幅，其中b的取值范围为1~η ;对光学 条纹图Γ b (X，y)进行非下采样轮廓波变换，得到非下采样轮廓波变换系数IV ,，其中i表示 第i层，j表示第j个方向；设定K为根据经验和实验结果设定的实数，根据下列公式对非 下采样轮廓波变换系数IV ,进行收缩，对收缩后的非下采样轮廓波变换系数TSli ]进行逆非下采样轮廓波变换得到抑制噪声 后的光学条纹图，实现光学条纹图抑噪。
【专利摘要】一种基于非下采样轮廓波变换的光学条纹图抑噪方法，包括光学条纹图的采集、噪声参数估计、非下采样轮廓波变换与非下采样轮廓波变换系数收缩3个步骤。本发明提高了现有光学条纹图抑噪方法的抑噪效果，实现了光学条纹图噪声成分有效抑制。
【IPC分类】G06T5/00
【公开号】CN105279744
【申请号】CN201510862296
【发明人】李思坤, 王向朝, 步扬, 茅言杰, 徐东瀛
【申请人】中国科学院上海光学精密机械研究所
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月30日