广东历新塑料科技有限公司

Sabic 沙伯基础 Lexan 系列板材(原美国GE)

  • 张经理:139-2453-8886
    尹经理:139-2323-1879

新闻资讯

您当前的位置: 首页 > 新闻资讯

扩散板的高光抑制方法研究 

更新时间  2019-12-16 14:23:58 广东历新塑料科技有限公司 阅读

视觉三维测量技术是三维测量领域的重点发展方向,其中结构扩散板法作为一种主动式三维测量方法被广泛地应用到三维检测领域。与点结构光、线结构光相比,编码结构光因其高效、高速和勿需扫描等优点而成为视觉结构光三维测量的发展趋势。在采用编码结构光法进行三维测量重构时,需要投影条纹到被测物体表面,条纹受到物体表面的影响携带了物体表面的空间坐标信息,然而在实际应用中尤其是工业检测中,由于被测场景中物体表面反射特性的影响,条纹截面的灰度变化会受到很多因素的干扰,而高光就是影响最为严重的因素之一。在工程中,特别是在现代制造业中,存在大量具有强反射表面特性的物体需要测量,高光的存在不仅会使相机饱和,丢失条纹灰度变化信息,而且还将改变原有漫反射条纹的灰度分布,影响条纹中心提取的准确性。对金属表面进行检测时,由于金属表面反射能力极强,即使在曝光适中的情况下,仍然会在金属局部产生极强反射光,从而对相机成像以及后续的各种图像处理分析造成很大的影响,条纹图像易出现饱和,导致测量失效,最终会导致表面检测出现错误,出现金属表面空洞现象,降低了检测系统的性能。同样,在对陶瓷等表面容易出现强反射高光现象的物体进行三维检测时,强反射的视点相关性会给三维信息获取带来严重的错误,直接影响物体的检测精度。

高光去除问题目前已成为利用光学方法测量金属及强反射表面物体所面临的一个难点与共性问题。多年来,对高光抑制和高光去除的研究从没有间断过,提出了双色反射模型,该模型中漫反射反映物体本身的颜色信息,而镜面反射则反映光源的颜色信息。利用高光区域的周边部分信息,用补色的方法填充高光区域。利用偏微分方程的同态滤波算法对强反射表面感光区域的缺陷图像作预处理,来达到高光去除的效果。

提出了一种基于局部统计的改进算法,但该算法很容易受到噪声的干扰;提出一种基于亮度分量的处理方法,该方法可以对图像进行增强,保持图像颜色信息,但是对于高光区域处理效果不明显。柴玉亭采用基于频率域滤波的方法去除高光,但该方法仅适用于在条纹之间叶片表面曲率变化不显著的情况。对镜面偏振反射率之间的关系进行了分析。

同样运用基于偏振分析的方法恢复物体表面形状,但该方法的反射模型精度偏低,无法有效的滤除漫反射成分对实验的影响。等人使用极化法分离反射成分,但该方法需要不同极化方向的多副图像,图像数量过大,而且极化量由入射和出射的角度决定。从多个角度拍摄同一内容的图像,再对所有角度拍摄的图像进行拼接处理,该方法引入了十分复杂的拼接问题。通过调节曝光时间,使得高光区域不饱和,但未能修正高光带来的条纹中心偏移现象,不能满足测量的精度需求。将漫反射扩散板应用于强反射测量领域,取得了较好的效果。因此,针对上述问题,本文围绕着强反射表面编码光测量这一主题,以精确测量强反射表面三维形状为目的,对强反射表面编码光测量存在着高光难以去除、去高光时编码图像细节丢失的难点问题进行研究,采用线性扩散漫射投影方法从照明角度减少高光现象。

扩散板抑制高光原理传统的扩散板主要是在基材中加入化学颗粒作为扩散粒子,使光线在经过散射层时不断的在两个折射率相异的介质中发生多角度、多方向的折射、反射与散射,以此产生光学扩散的效果。然而由于扩散粒子的大小以及分布位置不均匀将造成光场分布不均匀,同时不可避免地存在着扩散粒子对光的吸收现象,导致光能利用率下降。微结构光扩散板具有高透光率,通过改变其表面的微凹凸结构的形状和不同排布方式,可以调整扩散角度、光场的空间和能量分布,可以实现扩散板不同的均匀度和透光率,因此在光学实验研究中被广泛应用。本文选用线性微结构光扩散板(NT43-029)进行三维重构实验,并从以下两种情况分别对线性扩散板抑制高光原理进行分析。


在线客服
官方微信
客服电话