基于时间交错采集的高速双视限带照明轮廓术

三维(3D)表面成像广泛应用于工业、娱乐、生物医学等众多领域。在现有的方法中，结构光轮廓术因其测量精度高、成像速度快，在动态三维物体测量中越来越受欢迎。相移条纹投影轮廓术(PSFPP)是结构光轮廓术中应用最广泛的一种方法，它利用一组正弦条纹图作为坐标编码的基础。与其它结构化光的方法(如二元模式投影)相比，条纹图案的相位所携带的像素级信息对物体表面的反射率变化不敏感，这使得其在三维测量具有很高的精度。在PSFPP中使用的正弦条纹通常是用数字微镜装置(DMDs)产生的。DMD上的每个微镜都可以独立地从其表面法线向＋12°或－12°倾斜，以产生高达数万赫兹的二进制图案。

       近日，加拿大国家科学研究研究所Cheng Jiang等人报道了基于时间交错采集技术(TIA)的高速三维成像的双视场限带照度轮廓术(BLIP)。基于数字微镜装置的限带照明使正弦条纹投影最高可达4.8 kHz。条纹图案由两台高速照相机交替捕捉。该算法通过对获取的图像进行鲁棒匹配，恢复物体的三维形状。由此产生的TIA-BLIP系统能够在高达180 mm×130 mm(相当于1180×860像素)的视场(FOV)上实现每秒超过1000帧的3D成像。实验中，研究人员通过对各种静态和快速移动的三维物体成像来验证TIA-BLIP的性能。应用TIA-BLIP对声音引起的玻璃振动和玻璃锤击破碎进行了成像。与现有的多视场相移条纹投影轮廓术方法相比，TIA-BLIP消除了数据采集中的信息冗余，提高了三维成像速度和FOV。研究人员设想TIA-BLIP将广泛应用于各种科学研究和工业应用。相关研究工作发表在《Photonics Research》上。 （丁雷）

文章链接：CHENG JIANG et al, High-speed dual-view band-limited illumination profilometry using temporally interlaced acquisition, Photonics Research(2020)
       https://doi.org/10.1364/PRJ.399492.