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MATLAB光栅投影三维重建系统:旋转滤波与相位解调技术实现

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发,提供完整的光栅投影三维重建流程。通过旋转滤波预处理有效抑制方向性噪声,结合四步相移法和多频外差算法实现高精度相位提取与展开,最终生成三维点云数据。

详 情 说 明

基于旋转滤波与相位解调的光栅投影三维重建系统

项目介绍

本项目实现了一套完整的光栅投影三维重建系统,通过条纹图像的旋转滤波预处理、四步相移法相位解调、多频外差相位展开等核心步骤,将采集的条纹图像转化为高精度的三维点云数据。系统有效抑制了光栅投影中常见的方向性噪声,能够提取高精度的绝对相位信息,并转换为三维坐标,可广泛应用于工业检测、形貌测量等领域。

功能特性

  • 旋转滤波预处理:采用方向自适应噪声抑制技术,有效滤除条纹图像中的方向性噪声
  • 相位解调:基于四步相移法准确计算相对相位分布
  • 相位展开:应用多频外差算法实现从包裹相位到绝对相位的稳健展开
  • 三维重建:结合系统标定参数,将绝对相位转换为精确的三维点云
  • 模型输出:支持生成三维网格模型(STL或PLY格式)

使用方法

  1. 准备工作:确保已获取经校准的光栅投影系统采集的条纹图像,包括:
- 四步相移图像组(4张相位依次偏移π/2的条纹图) - 多频外差所需的低频与高频条纹图像组 - 相机与投影仪的标定参数(内参、外参、畸变系数)

  1. 运行流程
- 系统首先对输入的条纹图像进行旋转滤波预处理 - 利用四步相移法计算包裹相位图 - 通过多频外差算法展开绝对相位 - 结合标定参数重建三维点云 - 输出最终的三维模型

系统要求

  • MATLAB R2018b或更高版本
  • 图像处理工具箱
  • 可选:计算机视觉工具箱(用于点云后处理)

文件说明

主程序文件实现了系统的核心处理流程,包括条纹图像的预处理与去噪、相位信息的计算与展开、以及三维点云的重建与可视化。该文件整合了旋转滤波、相位解调、多频外差等算法模块,能够完成从原始条纹图像到最终三维点云的全自动处理。