摘 要：相位展开是投射正弦条纹的结构光三维扫描技术的关键环节。本文提出了一种绝对相位展开方法，通过四步相移法，投射三组不同频率的正弦光栅条纹，再以低频的展开相位为基础，展开中频光栅和高频光栅，相位展开不依赖展开路径、不依赖相邻像素、不需要任何参数的绝对相位。

关键词：频率合成;相位展开;相移法;三维扫描技术

中图分类号：TP391.41文献标识码：A文章编号：1003-5168（2019）29-0084-04

Phase Unwrapping Method Based on Frequency Synthesis

ZHOU Bo

（Sanya College，Sanya Hainan 572022）

Abstract： Phase unwrapping is a key part of the structured light 3D scanning technique for projecting sinusoidal fringes. This paper proposed an absolute phase expansion method， three sets of sinusoidal grating strips of different frequencies were projected by the four-step phase shift method， and the intermediate frequency grating and the high frequency grating were developed based on the unwrapped phase of the low frequency， phase unwrapping did not depend on the unwrapped path， did not depend on adjacent pixels， and did not require any parameters of the absolute phase.

Keywords： frequency synthesis;phase unwrapping;phase shift method;three-dimensional scanning technology

投射正弦光柵的结构光三维扫描技术是一种重要的光学三维测量方法，通过相移法可以获得高精度的相位，但其相位为[0，2π]的包裹相位，需要将包裹相位展开才能得到全场相位[1]。目前，相位解包裹方法主要有空间解包裹和时间解包裹两大类。空间相位解包裹方法从一幅包裹相位图出发，通过加减[2nπ]，使相邻像点的相位差在[-π，π]之间实现相位展开，空间解包裹方法只适用物体轮廓连续、无遮挡且图像条纹无交叠的情况。时间相位解包方法通过投射不同频率的光栅条纹，获取多个相位图进行相位展开。

自Saldner和Huntley于1993年提出时间相位展开方法开始，人们就如何减少所需频率数目、提高算法效率开展研究，探索出多种算法[2-4]。典型算法包括线性增长、指数增长、负指数增长等时间相位展开方法，其中，负指数增长算法具有很高的条纹级次定位精度，相位展开精度高，但是所需的数据采集量较大，数据处理时间长。其改进方法包括三频法、外差法等，精度与负指数增长法相比较低，但缩短了测量和处理时间。……