TWI881505B - 三維成像系統及三維成像方法 - Google Patents
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Abstract
一種三維成像方法,包括:投影結構光圖案於基準平面並擷取基準平面的基準平面影像以取得基準相位;投影結構光圖案於工件表面並擷取工件表面的工件表面影像組以取得工件相位;基於基準相位與工件相位的差值取得工件相位差;對工件表面影像組執行時序二值化編碼以產生已編碼影像;偵測已編碼影像中的雜訊區域;整合雜訊區域以建立雜訊相位遮罩;根據雜訊相位遮罩濾除已編碼影像中的雜訊以產生雜訊濾除後相位;補償雜訊濾除後相位以還原工件相位差;以及對還原後的工件相位差進行三維重建以形成工件表面的三維點雲。
Description
本發明是有關於一種成像系統,且特別是有關於一種三維成像系統及三維成像方法。
製造產線上的工件種類多樣,且工件多具備反光或吸光特性。為確保工件的三維點雲品質,通常會藉由調整3D相機參數,或是使用具有多個視角的攝影設備對工件進行取像。然而,不論透過何種方式,皆須多次對工件進行取像並進行點雲融合才可獲得完整點雲,拍攝時間也因此拉長。另外,若僅透過一種參數或一個視角對工件進行拍攝取像,其點雲易破損造成系統誤判,系統無法進行後續工件檢測或定位。
因此,如何能縮短對工件進行取像的時間,並且即時預判點雲破損的原因,實為亟欲解決的問題。
本發明提供一種三維成像系統,包括投影裝置、影像擷取
裝置以及處理器。投影裝置用以分別投影結構光圖案於基準平面以及工件表面。影像擷取裝置用以擷取基準平面的基準平面影像以及擷取工件表面的工件表面影像組。處理器耦接影像擷取裝置,用以:接收基準平面影像以及工件表面影像組;根據基準平面影像以取得基準相位,並根據工件表面影像組以取得工件相位;基於基準相位與工件相位的差值取得工件相位差;對工件表面影像組執行時序二值化編碼以產生已編碼影像;偵測已編碼影像中的至少一雜訊區域;整合至少一雜訊區域以建立雜訊相位遮罩;根據雜訊相位遮罩濾除已編碼影像中的雜訊以產生雜訊濾除後相位;補償雜訊濾除後相位以還原工件相位差;以及對還原後的工件相位差進行三維重建以形成工件表面的三維點雲。
在本發明的一實施例中,上述的處理器更用以:取得工件表面影像組中每一像素位置的最大灰階值與最小灰階值,其中最大灰階值與該最小灰階值的差值為影像灰階差值;取得工件表面影像組中每一像素位置的像素灰階值;基於每一像素的像素灰階值計算像素灰階值與最小灰階值的差值以取得對應於每一像素位置的像素灰階差值;基於每一像素位置的像素灰階差值與影像灰階差值的比例取得每一像素位置的灰階比例值;將每一像素位置的灰階比例值與閾值進行比對以設定每一像素位置的二值化編碼,其中反應於灰階比例值小於閾值的像素位置,設定像素位置的二值化編碼為0,反應於灰階比例值不小於閾值的像素位置,設定像素位置的二值化編碼為1;以及基於工件表面影像組中的每一像素
位置的二值化編碼產生已編碼影像。
在本發明的一實施例中,上述的已編碼影像中對應像素位置的顏色相關於像素位置的二值化編碼;其中反應於像素位置的二值化編碼為0,處理器將已編碼影像中對應於像素位置的顏色設為黑色;其中反應於像素位置的二值化編碼為1,處理器將已編碼影像中對應於像素位置的顏色設為白色。
在本發明的一實施例中,上述的已編碼影像為包括多個黑色條紋與多個白色條紋交錯組成的黑白條紋影像,每一黑色條紋具有第一寬度,每一白色條紋具有第二寬度。
在本發明的一實施例中,上述的處理器更用以透過調整閾值以調整第一寬度與第二寬度的比例,當第一寬度與第二寬度的比例為1時,設定閾值為比對閾值。
在本發明的一實施例中,上述的至少一雜訊區域包括:至少一黑色條紋中具有至少一白色區塊的區域;至少一白色條紋中具有至少一黑色區塊的區域;至少二黑色條紋或至少二白色條紋相連通的區域;或至少一黑色條紋或至少一白色條紋模糊的區域。
在本發明的一實施例中,上述的處理器更用以基於雜訊濾除後相位的中心線作為基準線對雜訊濾除後相位進行鏡像補償以還原工件相位差。
在本發明的一實施例中,上述的處理器更用以根據雜訊濾除後相位的擬合趨勢線補償該雜訊濾除後相位以還原該工件相位差。
本發明還提供一種三維成像方法,包括:投影結構光圖案於基準平面並擷取基準平面的基準平面影像以取得基準相位;投影結構光圖案於工件表面並擷取工件表面的工件表面影像組以取得工件相位;基於基準相位與工件相位的差值取得工件相位差;對工件表面影像組執行時序二值化編碼以產生已編碼影像;偵測已編碼影像中的至少一雜訊區域;整合至少一雜訊區域以建立雜訊相位遮罩;根據雜訊相位遮罩濾除已編碼影像中的雜訊以產生雜訊濾除後相位;補償雜訊濾除後相位以還原工件相位差;以及對還原後的工件相位差進行三維重建以形成工件表面的三維點雲。
基於上述,本發明所提供的三維成像系統及三維成像方法僅需拍攝一次取得一組工件表面影像組後,藉由預判影像雜訊、建立雜訊相位遮罩、濾除雜訊以產生雜訊濾除後相位、補償雜訊濾除後相位以還原工件相位差,實現工件的三維點雲重建。因此,本發明所提供的三維成像系統及三維成像方法無須多次拍攝工件或調整參數,僅透過一種視角或一組參數對工件進行拍攝,節省拍攝時間。
1:三維成像系統
11:投影裝置
111:結構光圖案
12:影像擷取裝置
13:處理器
2:三維成像方法
S201~S204、S206、S208、S208a、S208b、S210、S212、S214、S216、S218、S220:步驟
31:基準相位
32:工件相位
33:工件相位差
41:工件表面影像組
42:已編碼影像
431~434:雜訊區域
441~444:錯誤狀況
45:雜訊相位遮罩
51:雜訊濾除後相位
52:線段缺口
61:中心線
62、74:補償線段
71:擬合趨勢線
72、73:趨勢線擬合線段
圖1是依照本發明一實施例所繪示的一種三維成像系統的示意圖。
圖2是依照本發明一實施例所繪示的一種三維成像方法的流
程圖。
圖3是依照本發明一實施例所繪示的一種三維成像系統以及三維成像方法中取得工件相位差的示意圖。
圖4是依照圖2的步驟S208~S212所繪示的示意圖。
圖5是依照本發明一實施例所繪示的一種三維成像系統以及三維成像方法中雜訊濾除後相位的示意圖。
圖6是依照本發明一實施例所繪示的一種三維成像系統以及三維成像方法中補償雜訊濾除後相位的示意圖。
圖7是依照本發明另一實施例所繪示的一種三維成像系統以及三維成像方法中補償雜訊濾除後相位的示意圖。
本發明的部份範例實施例接下來將會配合附圖來詳細描述,以下的描述所引用的元件符號,當不同附圖出現相同的元件符號將視為相同或相似的元件。這些範例實施例只是本發明的一部份,並未揭示所有本揭露的可實施方式。更確切的說,這些範例實施例僅為本發明的專利申請範圍中的方法、裝置以及系統的範例。
圖1是依照本發明一實施例所繪示的一種三維成像系統1的示意圖。本發明的三維成像系統1包括投影裝置11、影像擷取裝置12以及處理器13。首先透過圖1介紹三維成像系統1中的各個構件以及配置關係,詳細功能將配合後續實施例一併揭露。
投影裝置11電性連接或無線連接處理器13,投影裝置11
自處理器13接收到控制訊號後,投影結構光圖案111至待投影的基準平面以及工件表面。於實作上,投影裝置11可例如是一般投影機、無線投影機或其他具有投影功能的投影裝置。
結構光圖案111的型態大致可分為光點、條紋、及空間圖案等,光點結構光與空間圖案結構光都是以逐點進行幾何計算,而條紋結構光圖案為編碼過的條紋光影像。結構光圖案111可透過結構光產生器(圖中未示出)產生,經由投影裝置11投影至基準平面以及工件表面。本發明是透過投影裝置11投影條紋結構光圖案。投影裝置11可運用例如五步相移法投影多張結構光圖案111至基準平面以及工件表面。
當投影裝置11投影多張結構光圖案111至基準平面時,影像擷取裝置12擷取基準平面的基準平面影像。並且,當投影裝置11投影多張結構光圖案111至工件表面時,影像擷取裝置12擷取工件表面的工件表面影像組,其中工件表面影像組包含多個工件表面影像。於實作上,影像擷取裝置12例如是攝影機或其他具有攝影、擷取影像功能的影像擷取裝置。
處理器13耦接影像擷取裝置12,用以接收由影像擷取裝置12所擷取的影像,並針對影像進行後續處理。於實作上,處理器13可例如是包括相關資料運算功能以及投影控制功能的中央處理單元(Central Processing Unit,CPU),或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器(Microprocessor)、數位信號處理器(Digital Signal Processor,DSP)、影像處理器(Image Processing
Unit,IPU)、圖形處理器(Graphics Processing Unit,GPU)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits,ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device,PLD)、其他類似控制裝置或這些裝置的結合。
圖2是依照本發明一實施例所繪示的一種三維成像方法2的流程圖。圖2的三維成像方法2可藉由圖1的三維成像系統1執行其流程,接下來請同時參照圖1以及圖2。三維成像方法2包括步驟S201~S204、S206、S208、S210、S212、S214、S216、S218、S220。
於步驟S201中,透過投影裝置11投影結構光圖案111於基準平面,其中基準平面可為要放置工件的平面。接著,在投影裝置11持續投影結構光圖案111於基準平面的同時,於步驟S202中,透過影像擷取裝置12擷取基準平面的基準平面影像,處理器13接收基準平面影像,根據基準平面影像取得基準相位。
於步驟S203中,透過投影裝置11投影結構光圖案111於工件表面,其中工件放置於上述的基準平面上。接著,在投影裝置11持續投影結構光圖案111於工件表面的同時,於步驟S204中,透過影像擷取裝置12擷取工件表面的工件平面影像組,處理器13接收工件平面影像組,根據工件平面影像組取得工件相位。其中工件表面影像組包含多個工件表面影像。
於步驟S206中,處理器13取得基準相位以及工件相位之後,基於基準相位與工件相位的差值取得工件相位差。圖3是
依照本發明一實施例所繪示的一種三維成像系統1以及三維成像方法2中基於基準相位31與工件相位32的差值取得工件相位差33的示意圖。
由於基準平面為一平面,因此,圖3中所示的基準相位31為直線。而工件放置於此基準平面上,工件表面影像組中的每一個工件表面影像都會包含工件表面以及未被工件遮蔽的基準平面,因此,圖3中所示的工件相位32中對應於工件放置在基準平面的位置會是非直線的樣式。處理器13取得基準相位31以及工件相位32之後,基於基準相位31與工件相位32的差值取得工件相位差33。
於步驟S208中,透過處理器13對工件表面影像組執行時序二值化編碼以產生已編碼影像。於步驟S210中,透過處理器13偵測已編碼影像中的至少一雜訊區域。於步驟S212中,透過處理器13整合至少一雜訊區域以建立雜訊相位遮罩。接著,透過圖4進一步說明步驟S208~S212。
圖4是依照圖2的步驟S208~S212所繪示的示意圖。為便於說明,圖2所示的步驟S208於圖4中拆分為步驟S208a、S208b。於步驟S208a中,透過處理器13對工件表面影像組41執行時序二值化編碼。如前所述,投影裝置11運用例如五步相移法投影i張結構光圖案111至工件表面,影像擷取裝置12擷取工件表面的工件表面影像組41,工件表面影像組41包含i個工件表面影像(相移影像),每一個工件表面影像的尺寸相同。處理器13取
得工件表面影像組41的每一個工件表面影像中的每一像素位置的灰階比例值。
詳細來說,處理器13針對工件表面影像組41的每一個工件表面影像中的每一像素位置的取得像素灰階值J。若工件表面影像組41包含i個工件表面影像,則處理器13於每一像素位置所取得的像素灰階值J就會有i個,但每一個工件表面影像中的每一像素位置的像素灰階值J不盡相同,針對每一像素位置,處理器13取出每一個工件表面影像中的每一像素位置的最大灰階值與最小灰階值,其中最大灰階值與最小灰階值的差值為影像灰階差值-。另外,處理器13取得工件表面影像組41的每一個工件表面影像中的每一像素位置的像素灰階值J,並基於每一像素的像素灰階值J計算像素灰階值J與最小灰階值的差值以取得對應於每一像素位置的像素灰階差值J-。
即反應於灰階比例值G小於閾值G th 的像素位置,處理器13設定像素位置的二值化編碼b為0;反應於灰階比例值G不小於閾值G th 的像素位置,處理器13設定像素位置的二值化編碼b為1。
一旦處理器13完成設定每一像素位置的二值化編碼b之後,於步驟S208b中,基於工件表面影像組41中的每一像素位置的二值化編碼b產生已編碼影像42。
已編碼影像42為包括多個黑色條紋與多個白色條紋交錯組成的黑白條紋影像,而已編碼影像42中對應像素位置的顏色相關於像素位置的二值化編碼b。詳細來說,反應於像素位置的二值化編碼b為0,處理器13將已編碼影像42中對應於像素位置的顏色設為黑色;反應於像素位置的二值化編碼b為1,處理器13將已編碼影像42中對應於像素位置的該顏色設為白色。
已編碼影像42中的每一該些黑色條紋具有第一寬度,已編碼影像42中的每一該些白色條紋具有第二寬度。由於第一寬度與第二寬度與像素位置的二值化編碼b有關,而二值化編碼b又是透過比對灰階比例值G與閾值G th 而決定的,因此,前述處理器13將每一像素位置的灰階比例值G與閾值G th 進行比對時所使用的閾值G th 與第一寬度與該第二寬度相關。可透過處理器13調整閾值G th 來調整第一寬度與第二寬度的比例,當第一寬度與第二寬度的比例為1(即第一寬度與第二寬度相等)時,處理器13設定
對應於第一寬度與第二寬度的比例為1時的閾值G th 為最終的比對閾值。
於步驟S210中,透過處理器13偵測已編碼影像42中的至少一雜訊區域,例如圖4中的雜訊區域431~434。雜訊區域431為黑色條紋中具有白色區塊的區域,這是由於該區域二次反射造成點雲消除的錯誤狀況441所造成的。雜訊區域432為白色條紋中具有黑色區塊的區域,這是由於該區域光源接收不足造成點雲消除的錯誤狀況442所造成的。雜訊區域433為至少二黑色條紋或至少二白色條紋相連通的區域,這是由於平面髒污影響造成點雲消除的錯誤狀況443所造成的。雜訊區域434為黑色條紋或白色條紋模糊的區域,這是由於平面編碼模糊造成點雲消除的錯誤狀況444所造成的。
於步驟S212中,透過處理器13整合雜訊區域431~434以建立雜訊相位遮罩45。
請繼續參考圖1~圖2。於步驟S214中,透過處理器13根據雜訊相位遮罩45濾除已編碼影像42中的雜訊以產生雜訊濾除後相位。圖5是依照本發明一實施例所繪示的一種三維成像系統1以及三維成像方法2中雜訊濾除後相位51的示意圖。由圖5可看出,雜訊濾除後相位51近似於圖3所示的工件相位差33,但在雜訊濾除後相位51的線段上有一個明顯的線段缺口52,透過補償雜訊濾除後相位51的線段缺口52即可還原工件相位差33。
於步驟S216中,透過處理器13根據工件特徵補償雜訊
濾除後相位51以還原工件相位差33。詳細來說,處理器13根據工件特徵補償雜訊濾除後相位51的線段缺口52以還原工件相位差33。以下說明處理器13補償雜訊濾除後相位51以還原工件相位差33的實施例。
圖6是依照本發明一實施例所繪示的一種三維成像系統1以及三維成像方法2中補償雜訊濾除後相位51的示意圖。以錫球工作為例,由於錫球表面的外形具有對稱性,因此,基於雜訊濾除後相位51的中心線61作為基準線,處理器13對雜訊濾除後相位51進行鏡像補償以還原工件相位差33,即處理器將圖5中所示雜訊濾除後相位51的線段缺口52以補償線段62補償之後,即還原了工件相位差33。
圖7是依照本發明另一實施例所繪示的一種三維成像系統1以及三維成像方法2中補償雜訊濾除後相位51的示意圖。以錫球工作為例,由於錫球表面的外形為具有對稱性的弧形,處理器13可透過錫球表面的理想弧形產生雜訊濾除後相位51的擬合趨勢線71,特別是當擬合趨勢線71的趨勢線擬合線段72、73與雜訊濾除後相位51近似重疊時,處理器13即可確定擬合趨勢線71的形狀及位置。一旦確定擬合趨勢線71的形狀及位置之後,處理器13根據雜訊濾除後相位51的擬合趨勢線71補償雜訊濾除後相位51以還原工件相位差33,即處理器將圖5中所示雜訊濾除後相位51的線段缺口52以補償線段74補償之後,即還原了工件相位差33。
請繼續參考圖1~圖2。於步驟S218中,透過處理器13對還原後的工件相位差進行三維重建,而後,於步驟S220中,透過處理器13形成工件表面的三維點雲。一旦工件表面的三維點雲形成之後,處理器13即可進行工件表面的三維成像。
綜上所述,本發明所提供的三維成像系統及三維成像方法僅需拍攝一次取得一組工件表面影像組後,藉由預判影像雜訊、建立雜訊相位遮罩、濾除雜訊以產生雜訊濾除後相位、補償雜訊濾除後相位以還原工件相位差,實現工件的三維點雲重建。因此,本發明所提供的三維成像系統及三維成像方法無須多次拍攝工件或調整參數,僅透過一種視角或一組參數對工件進行拍攝,節省拍攝時間。
2:三維成像方法
S201~S204、S206、S208、S210、S212、S214、S216、S218、S220:步驟
Claims (16)
- 一種三維成像系統,包括: 一投影裝置,用以分別投影一結構光圖案於基準平面以及工件表面; 一影像擷取裝置,用以擷取該基準平面的一基準平面影像以及擷取該工件表面的一工件表面影像組,其中該工件表面影像組包含多個工件表面影像; 一處理器,耦接該影像擷取裝置,用以: 接收該基準平面影像以及該工件表面影像組; 根據該基準平面影像以取得基準相位,並根據該工件表面影像組以取得工件相位; 基於該基準相位與該工件相位的差值取得工件相位差; 對該工件表面影像組執行時序二值化編碼以產生已編碼影像; 偵測該已編碼影像中的至少一雜訊區域; 整合該至少一雜訊區域以建立雜訊相位遮罩; 根據該雜訊相位遮罩濾除該已編碼影像中的雜訊以產生雜訊濾除後相位; 補償該雜訊濾除後相位以還原該工件相位差;以及 對還原後的該工件相位差進行三維重建以形成該工件表面的三維點雲。
- 如請求項1所述的三維成像系統,其中該處理器更用以: 取得該工件表面影像組中每一像素位置的最大灰階值與最小灰階值,其中該最大灰階值與該最小灰階值的差值為影像灰階差值; 取得該工件表面影像組中該每一像素位置的像素灰階值; 基於該每一像素的該像素灰階值計算該像素灰階值與該最小灰階值的差值以取得對應於該每一像素位置的像素灰階差值; 基於該每一像素位置的該像素灰階差值與該影像灰階差值的比例取得該每一像素位置的灰階比例值; 將該每一像素位置的該灰階比例值與一閾值進行比對以設定該每一像素位置的二值化編碼,其中反應於該灰階比例值小於該閾值的該像素位置,設定該像素位置的該二值化編碼為0,反應於該灰階比例值不小於該閾值的該像素位置,設定該像素位置的該二值化編碼為1;以及 基於該工件表面影像組中的該每一像素位置的該二值化編碼產生該已編碼影像。
- 如請求項2所述的三維成像系統,其中該已編碼影像中對應該像素位置的顏色相關於該像素位置的該二值化編碼; 其中反應於該像素位置的該二值化編碼為0,該處理器將該已編碼影像中對應於該像素位置的該顏色設為黑色; 其中反應於該像素位置的該二值化編碼為1,該處理器將該已編碼影像中對應於該像素位置的該顏色設為白色。
- 如請求項3所述的三維成像系統,其中該已編碼影像為包括多個黑色條紋與多個白色條紋交錯組成的黑白條紋影像,每一該些黑色條紋具有第一寬度,每一該些白色條紋具有第二寬度。
- 如請求項4所述的三維成像系統,其中該處理器更用以: 透過調整該閾值以調整該第一寬度與該第二寬度的比例;以及 當該第一寬度與該第二寬度的該比例為1時,設定該閾值為比對閾值。
- 如請求項4所述的三維成像系統,其中該至少一雜訊區域包括: 至少一該些黑色條紋中具有至少一白色區塊的區域; 至少一該些白色條紋中具有至少一黑色區塊的區域; 至少二該些黑色條紋或至少二該些白色條紋相連通的區域;或 至少一該些黑色條紋或至少一該些白色條紋模糊的區域。
- 如請求項1所述的三維成像系統,其中該處理器更用以: 基於該雜訊濾除後相位的中心線作為基準線對該雜訊濾除後相位進行鏡像補償以還原該工件相位差。
- 如請求項1所述的三維成像系統,其中該處理器更用以: 根據該雜訊濾除後相位的擬合趨勢線補償該雜訊濾除後相位以還原該工件相位差。
- 一種三維成像方法,包括: 投影一結構光圖案於基準平面並擷取該基準平面的一基準平面影像以取得基準相位; 投影該結構光圖案於工件表面並擷取該工件表面的一工件表面影像組以取得工件相位,其中該工件表面影像組包含多個工件表面影像; 基於該基準相位與該工件相位的差值取得工件相位差; 對該工件表面影像組執行時序二值化編碼以產生已編碼影像; 偵測該已編碼影像中的至少一雜訊區域; 整合該至少一雜訊區域以建立雜訊相位遮罩; 根據該雜訊相位遮罩濾除該已編碼影像中的雜訊以產生雜訊濾除後相位; 補償該雜訊濾除後相位以還原該工件相位差;以及 對還原後的該工件相位差進行三維重建以形成該工件表面的三維點雲。
- 如請求項9所述的三維成像方法,其中所述對該工件表面影像組執行該時序二值化編碼以產生該已編碼影像的步驟包括: 取得該工件表面影像組中每一像素位置的最大灰階值與最小灰階值,其中該最大灰階值與該最小灰階值的差值為影像灰階差值; 取得該工件表面影像組中該每一像素位置的像素灰階值; 基於該每一像素的該像素灰階值計算該像素灰階值與該最小灰階值的差值以取得對應於該每一像素位置的像素灰階差值; 基於該每一像素位置的該像素灰階差值與該影像灰階差值的比例取得該每一像素位置的灰階比例值; 將該每一像素位置的該灰階比例值與一閾值進行比對以設定該每一像素位置的二值化編碼,其中反應於該灰階比例值小於該閾值的該像素位置,設定該像素位置的該二值化編碼為0,反應於該灰階比例值不小於該閾值的該像素位置,設定該像素位置的該二值化編碼為1;以及 基於該工件表面影像組中的該每一像素位置的該二值化編碼產生該已編碼影像。
- 如請求項10所述的三維成像方法,其中該已編碼影像中對應該像素位置的顏色相關於該像素位置的該二值化編碼; 其中反應於該像素位置的該二值化編碼為0,將該已編碼影像中對應於該像素位置的該顏色設為黑色; 其中反應於該像素位置的該二值化編碼為1,將該已編碼影像中對應於該像素位置的該顏色設為白色。
- 如請求項11所述的三維成像方法,其中該已編碼影像為包括多個黑色條紋與多個白色條紋交錯組成的黑白條紋影像,每一該些黑色條紋具有第一寬度,每一該些白色條紋具有第二寬度。
- 如請求項12所述的三維成像方法,更包括: 透過調整該閾值以調整該第一寬度與該第二寬度的比例;以及 當該第一寬度與該第二寬度的該比例為1時,設定該閾值為比對閾值。
- 如請求項12所述的三維成像方法,其中該至少一雜訊區域包括: 至少一該些黑色條紋中具有至少一白色區塊的區域; 至少一該些白色條紋中具有至少一黑色區塊的區域; 至少二該些黑色條紋或至少二該些白色條紋相連通的區域;或 至少一該些黑色條紋或至少一該些白色條紋模糊的區域。
- 如請求項9所述的三維成像方法,其中所述補償該雜訊濾除後相位以還原該工件相位差的步驟包含: 基於該雜訊濾除後相位的中心線作為基準線對該雜訊濾除後相位進行鏡像補償以還原該工件相位差。
- 如請求項9所述的三維成像方法,其中所述補償該雜訊濾除後相位以還原該工件相位差的步驟包含: 根據該雜訊濾除後相位的擬合趨勢線補償該雜訊濾除後相位以還原該工件相位差。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW202143726A (zh) * | 2020-04-08 | 2021-11-16 | 美商高通公司 | 用於基於幾何形狀的點雲壓縮的角度模式簡化 |
| CN114234851A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-25 | 广东工业大学 | 一种调制二进制码于周期边缘的三维测量方法 |
| US20220207283A1 (en) * | 2020-12-29 | 2022-06-30 | Industrial Technology Research Institute | Image obtaining method |
| CN114792305A (zh) * | 2022-04-06 | 2022-07-26 | 重庆科技学院 | 基于结构光原理并采用fpga加速重建的pcb缺陷检测方法 |
| CN116402945A (zh) * | 2023-03-28 | 2023-07-07 | 中科苏州智能计算技术研究院 | 一种三维重建方法及系统 |
| CN116817794A (zh) * | 2023-06-27 | 2023-09-29 | 浙江大学 | 一种基于结构光的水下高精度三维成像装置及方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006098252A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Brother Ind Ltd | 3次元情報取得方法 |
| JP6270361B2 (ja) * | 2013-07-16 | 2018-01-31 | 株式会社キーエンス | 三次元画像処理装置、三次元画像処理方法及び三次元画像処理プログラム並びにコンピュータで読み取り可能な記録媒体及び記録した機器 |
| JP6444233B2 (ja) * | 2015-03-24 | 2018-12-26 | キヤノン株式会社 | 距離計測装置、距離計測方法、およびプログラム |
| CN107645625B (zh) * | 2016-07-22 | 2020-10-09 | 松下知识产权经营株式会社 | 图像生成装置以及图像生成方法 |
| US11402740B2 (en) * | 2016-12-22 | 2022-08-02 | Cherry Imaging Ltd. | Real-time tracking for three-dimensional imaging |
| US10360693B2 (en) * | 2017-03-01 | 2019-07-23 | Cognex Corporation | High speed structured light system |
| US12432324B2 (en) * | 2022-04-01 | 2025-09-30 | Texas Instruments Incorporated | Methods and apparatus for camera assisted geometric correction |
-
2023
- 2023-10-25 TW TW112140867A patent/TWI881505B/zh active
-
2024
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- 2024-01-25 US US18/422,018 patent/US20250139894A1/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW202143726A (zh) * | 2020-04-08 | 2021-11-16 | 美商高通公司 | 用於基於幾何形狀的點雲壓縮的角度模式簡化 |
| US20220207283A1 (en) * | 2020-12-29 | 2022-06-30 | Industrial Technology Research Institute | Image obtaining method |
| CN114234851A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-25 | 广东工业大学 | 一种调制二进制码于周期边缘的三维测量方法 |
| CN114792305A (zh) * | 2022-04-06 | 2022-07-26 | 重庆科技学院 | 基于结构光原理并采用fpga加速重建的pcb缺陷检测方法 |
| CN116402945A (zh) * | 2023-03-28 | 2023-07-07 | 中科苏州智能计算技术研究院 | 一种三维重建方法及系统 |
| CN116817794A (zh) * | 2023-06-27 | 2023-09-29 | 浙江大学 | 一种基于结构光的水下高精度三维成像装置及方法 |
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