二值化数字散斑功率谱理论研究

散斑质量评价的关键在于构建能够描述散斑特征参数与数字图像相关方法测量误差关系的模型。现今缺少描述散斑图案与其功率谱之间关系的理论分析模型。基于此,从随机过程分析角度出发,先构建了二值化散斑的自相关函数与散斑占空比、散斑半径、灰度值等参数的关系。依据Wiener-Khintchine定理得出了二值化散斑功率谱的理论解析形式。利用数值实验的方式对理论分析结果进行了验证。结果表明:理论推导的结果在功率谱主瓣以及其附近的几个旁瓣上与数值实验结果较吻合,功率谱主瓣极值与实验结果契合程度高。该模型可以应用于后续的散斑误差分析工作。

数字散斑三维重建中散斑特性分析

详细介绍了基于数字散斑相关技术的三维重建方法,包括双目立体视觉基本原理以及散斑三维重建基本流程。重点分析了整像素对应点查找方法以及基于牛顿-拉弗逊迭代的亚像素插值算法,实现了散斑亚像素级三维重建。针对数字散斑相关计算模型,分析了影响相关系数的因素,并围绕相关系数计算和亚像素同名点插值精度两方面重点分析了二值随机散斑和灰度随机散斑的三维重建效果。通过设计不同尺寸颗粒的散斑图案和采用不同大小的相关计算窗口,分别对平面陶瓷板和陶瓷标准球进行了三维重建精度分析。实验结果表明,二值散斑能获得更高的重建精度。