сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Быстрый алгоритм расшифровки изображения объекта в структурированном свете для измерения трёхмерного профиля в условиях нелинейности оптического тракта
https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2023-8-36-41
Аннотация
Рассмотрено развитие алгоритмов обработки изображений для измерения трёхмерного профиля поверхности методами фазовой триангуляции. Предложен алгоритм расшифровки изображений объекта в структурированном свете, основанный на итерационном поиске минимального отклонения модельной функции от результатов измерения и компенсирующий нелинейность приёмопередаточного тракта измерительного комплекса. Отличительная особенность данного алгоритма заключается в том, что модельную функцию находят в виде многочлена второй степени, что обеспечивает устойчивость метода к нелинейным искажениям, вызванным степенными преобразованиями приёмопередаточного тракта. Для качественного уменьшения алгоритмической сложности применён метод интервального поиска. Показано, что предложенный алгоритм обеспечивает устойчивый поиск значения начального фазового сдвига на изображениях объекта, устойчив к шумам и нелинейным искажениям, а также позволяет обрабатывать изображения, получаемые трёхмерными сканирующими системами на основе триангуляции с использованием структурированного освещения и фазовой триангуляции. Разработанный алгоритм будет полезен для обработки данных при работе измерительных систем в условиях нелинейности приёмопередаточного тракта и ограничений времени измерения.
При поддержке: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 23-29-00194).
Об авторах
С. В. Двойнишников
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе
Россия
Россия
Сергей Владимирович Двойнишников
Новосибирск
Г. В. Бакакин
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе
Россия
Россия
Григорий Владимирович Бакакин
Новосибирск
В. А. Павлов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе
Россия
Россия
Владимир Антонович Павлов
Новосибирск
В. Г. Меледин
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе
Россия
Россия
Владимир Генриевич Меледин
Новосибирск
Список литературы
1. Мордасов М. М., Савенков А. П. Измерение геометрических параметров поверхностей раздела газожидкостных систем // Измерительная техника. 2015. № 7. С. 47–49. https://elibrary.ru/udnvql
2. Марков Б. Н., Шарамков А. Б. Использование результатов калибровки координатно-измерительных машин FARO ARM для сравнительной оценки их точностных возможностей // Измерительная техника. 2014. № 8. С. 19–21. https://elibrary.ru/sxucvf
3. Левин Г. Г., Минаев В. Л., Иванов А. Д., Голополосов А. А., Горяинова И. В. Метрологическое обеспечение видеоизмерительных систем // Измерительная техника. 2023. № 1. С. 24–30. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2023-1-24-30
4. Янушкин В. Н., Коляда Ю. Б. Прецизионные фотоэлектрические преобразователи перемещения в нанометрии // Измерительная техника. 2014. № 8. С. 16–18. https://elibrary.ru/sxucuv
5. Zhang S. Optics and Lasers in Engineering, 2010, vol. 48(2), pp. 149–158. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2009.03.008
6. Lohry W., Zhang S. Opt. Express, 2014, vol. 22, pp. 26752–26762. https://doi.org/10.1364/OE.22.026752
7. Armangue X., Salvi J., Battle J. Pattern Recognition, 2002, vol. 35(7), pp. 1617–1635. https://doi.org/10.1016/S0031-3203(01)00126-1
8. Двойнишников С. В., Куликов Д. В., Меледин В. Г. Оптоэлектронный метод бесконтактного восстановления профиля поверхности трехмерных объектов сложной формы // Метрология. 2010. № 4. С. 15–27. https://elibrary.ru/mvacop
9. Zuo C., Tao T., Feng S., Huang L., Asundi A., Chen Q. Optics and Lasers in Engineering, 2018, vol. 102, pp. 70–91. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2017.10.013
10. Двойнишников С. В., Меледин В. Г., Павлов В. А. Высокоскоростная обработка фазовых изображений с использованием параллельных вычислений // Автометрия. 2017. Т. 53. № 2. С. 56–62. https://elibrary.ru/ykfyxn
11. Двойнишников С. В., Куликов Д. В., Меледин В. Г., Рахманов В. В. Алгоритм расшифровки фазовых изображений для измерения трёхмерной геометрии динамичных объектов // Сибирский журнал индустриальной математики. 2023. Т. 26. № 2. C. 53–59.
12. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений: Пер. с англ. Л. И. Рубанова, П. А. Чочиа, науч. ред. перевода П. А. Чочиа. М.: Техносфера, 2005. 1072 с.
13. Двойнишников С. В., Меледин В. Г., Шпольвинд К. В. Метод компенсации нелинейности тракта источник-приемник оптического излучения при 3D-измерениях на основе фазовой триангуляции / Измерительная техника. 2012. № 2. С. 12–16. https://elibrary.ru/owmfdx
14. Мальцев И. А. Основы линейной алгебры. Изд. 3-е, перераб., М.: Наука, 1970. 400 c.
15. Кнут Д. Э. Искусство программирования для ЭВМ. Т. 3. Сортировка и поиск. М.: Мир, 1978. 844 с.
16. Двойнишников С. В., Куликов Д. В., Меледин В. Г., Главный В. Г. Быстрый алгоритм расшифровки фазовых изображений с произвольным пошаговым сдвигом // Интер-Экспо Гео-Сибирь. 2022. Т. 8. № 1. С. 80–85.
Рецензия
Для цитирования:
Двойнишников С.В., Бакакин Г.В., Павлов В.А., Меледин В.Г. Быстрый алгоритм расшифровки изображения объекта в структурированном свете для измерения трёхмерного профиля в условиях нелинейности оптического тракта. Izmeritelʹnaya Tekhnika. 2023;(8):36-41. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2023-8-36-41
For citation:
Dvoynishnikov S.V., Bakakin G.V., Pavlov V.A., Meledin V.G. A fast algorithm for decoding an object image in structured light for measuring a three-dimensional profi le in a non-linear optical path. Izmeritel`naya Tekhnika. 2023;(8):36-41. (In Russ.) https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2023-8-36-41
Просмотров:
144
Послать статью по эл. почте 