1.一种拐角处物体的纹理与三维结构成像方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)、采集瞬态图像:将带激光光源的照相机的激光光源聚焦后照射拐角后的漫反射墙面上任意一点xS,再用带激光光源的照相机采集漫反射墙面的瞬态图像(xS不在相机视野范围内),得到相机平面上的瞬态图像I(t,u),其中u为图像坐标;
2)、转换坐标:将图像坐标u映射到漫反射墙面上得到点xP,将图像坐标u转换为xP,从而将采集得到的相机平面上的瞬态图像I(t,u)转换为漫反射墙面上的瞬态图像i(t,xp);
3)、对于漫反射墙面上每个点xP,其成像方程组为:P S P
i(t,x )=∫r(x)δ[t-τs(x)-τp(x)-τl(x )-τc(x )]dx,
其中xS为激光光源照射点,xP为瞬态图像映射到漫反射墙面的点,x为拐角后物体表面正交投影到漫反射墙面的点,r(x)为拐角后物体表面正交投影到漫反射墙面的纹理,z(x)为拐角后物体表面相对于漫反射墙面的深度,δ(t)称为狄拉克函数或单位脉冲函数,c为光速,xl和xc分别为激光和相机正交投影到漫反射墙面的点,zl和zc分别为激光和相机相对于漫反射墙面的深度;
4)、求解成像方程组,并计算得到r(x)和z(x)。
2.根据权利要求1所述的一种拐角处物体的纹理与三维结构成像方法,其特征在于:步骤1)中采集瞬态图像所用的带激光光源的相机为带飞秒脉冲激光器的超高速扫描相机,或为可变频率的ToF(飞行时间)深度相机。
3.根据权利要求1所述的一种拐角处物体的纹理与三维结构成像方法,其特征在于:步骤2)中所述转换坐标所使用的方法为单应变换,单应变换可以实现拐角处物体在不同视角的图像之间的转换,其数学表达式为:p
x=Hu,
其中,(xp1,yp1)为点xp的坐标分量,(xu1,yu1)为图像坐标u的坐标分量,H为3×3的非奇异单应矩阵。
4.根据权利要求1所述的一种拐角处物体的纹理与三维结构成像方法,其特征在于:步骤4)中计算r(x)和z(x)的步骤为:
4.1、离散化成像方程组:
x为正整数,t=τs(x)+τp(x)+τl(xS)+τc(xP),
4.2、求解误差:
t=τs(x)+τp(x)+τl(xS)+τc(xP),
4.3、求解最小二乘问题:
5.根据权利要求2所述的一种拐角处物体的纹理与三维结构成像方法,其特征在于:所述的可变频的ToF(飞行时间)深度相机通过采用等间隔处理后的频率对被测对象采集一组图像集;从所述图像集中提取出基波图像和谐波图像,并对基波图像和谐波图像进行校正,将校正后的基波图像和谐波图像沿着所属频率做傅里叶反变换得到瞬态图像I(t,u)。
6.根据权利要求4所述的一种拐角处物体的纹理与三维结构成像方法,其特征在于:步骤4.3)中所述求解最小二乘问题的方法为置信度传播算法。