一种基于结构光照明显微技术的三维轮廓测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108332684A(43)申请公布日2018.07.27(21)申请号201810369489.8(22)申请日2018.04.23(71)申请人中国科学院苏州生物医学工程技术研究所地址215000江苏省苏州市高新区科灵路88号(72)发明人文刚梁永李思黾王林波金鑫李辉(74)专利代理机构苏州华博知识产权代理有限公司32232代理人黄丽莉(51)Int.Cl.G01B11/24(2006.01)G01B11/25(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图5页(54)发明名称一种基于结构光照明显微技术的三维轮廓测量方法(57)摘要本发明公开一种基于结构光照明显微技术(StructuredIlluminationMicroscopy，SIM)的三维轮廓测量方法，其具体包括以下步骤：步骤一，利用三维面形测量方法获得被测量物体的三维面型分布点云数据；步骤二，利用结构光照明方法获得被测量物体的二维平面图像；步骤三，对步骤二获得的二维平面图像进行边缘提取处理，得到被测量物体的超分辨边缘轮廓；步骤四，将步骤一得到的三维面型分布点云数据和步骤三得到的物体的边缘轮廓进行融合，获得边缘轮廓准确的三维面型点云图像。本发明将三维面形测量方法与SIM技术相结合，可以准确获得被测物体的三维边缘信息，可有效弥补的当前3D面型测量技术的缺陷。CN108332684ACN108332684A权利要求书1/1页1.一种基于结构光照明显微技术的三维轮廓测量方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤一，利用三维面形测量方法获得被测量物体的三维面型分布点云数据；步骤二，利用结构光照明方法获得被测量物体的二维平面图像；步骤三，对所述步骤二获得的二维平面图像进行图像处理，得到被测量物体的超分辨边缘轮廓；步骤四，将所述步骤一得到的三维面型分布点云数据和所述步骤三得到的物体的边缘轮廓进行融合，获得边缘轮廓准确的三维面型点云图像。2.根据权利要求1所述的基于结构光照明显微技术的三维轮廓测量方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述三维面形测量方法可以为以下一种或多种方法：飞行时间法、莫尔条纹法、激光三角测量法、傅立叶变换轮廓法、相位测量轮廓法以及空间相位检测法。3.根据权利要求2所述的基于结构光照明显微技术的三维轮廓测量方法，其特征在于，在所述步骤一中，当所述三维面形测量方法为相位测量轮廓法时，所述结构光照明方法与所述三维面形测量方法共用同一组光学仪器进行测量。4.根据权利要求3所述的基于结构光照明显微技术的三维轮廓测量方法，其特征在于，所述光学仪器具体包括：投影仪以及相机，所述投影仪和所述相机安装于多维度调整架上，所述投影仪和所述相机均可实现多个自由度上的调整。5.根据权利要求4所述的基于结构光照明显微技术的三维轮廓测量方法，其特征在于，在所述步骤一中，当所述三维面形测量方法为相位测量轮廓法时，所述步骤一具体为：将所述光学仪器切换呈PMP成像模式，利用所述投影仪投射相位满足多步移相算法的结构光条纹图像，并利用所述相机同步采集被测量物体的三维轮廓分布。6.根据权利要求5所述的基于结构光照明显微技术的三维轮廓测量方法，其特征在于，在所述步骤一中，当所述三维面形测量方法为相位测量轮廓法时，所述步骤二具体为：将所述光学仪器切换呈SIM成像模式，利用所述投影仪投射相位和方向角满足SIM超分辨重构算法的结构光条纹图像，利用所述相机同步采集获得多张原始图像，利用图像重构算法对上述原始图像进行处理，重建获得被测物体对应的二维平面图像。7.根据权利要求5或6所述的基于结构光照明显微技术的三维轮廓测量方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述多步移相算法可以为以下的一种或多种：三步移相法、四步移相法、五步移相法以及六步移相法。8.根据权利要求1-6任一项所述的基于结构光照明显微技术的三维轮廓测量方法，其特征在于，所述三维轮廓测量方法还包括以下步骤：步骤五，对所述步骤四获得的三维面型点云数据进行算法外推和曲面拟合，补齐因所述步骤一导致的边缘缺失，得到被测量物体的准确三维轮廓分布。9.根据权利要求1-6任一项所述的基于结构光照明显微技术的三维轮廓测量方法，其特征在于，所述步骤三主要对所述步骤二获得的二维平面图像进行二值化处理以及边缘提取处理，从而准确获得被测量物体的超分辨边缘轮廓。2CN108332684A说明书1/7页一种基于结构光照明显微技术的三维轮廓测量方法技术领域[0001]本发明属于图像识别技术领域，具体涉及一种基于结构光照明显微技术的三维轮廓测量方法。背景技术[0002]随着计算机技术和计算机图形学的快速发展，光学非接触三维轮廓测量方法被深入研究和广泛应用。三维面形测量(即三维物体表面轮廓测量)是获取物体形态特征的