Phương pháp Gray cho phép mô t 2ả n hướng chi u khác nhau c a máy chi u. ế ủ ế S ố chỉ cthị ủa hướng chi u có th ế ể được xác định rõ ràng b ng s ằ ố lượng t mã s ừ ử d ng hai m c xám (trụ ứ ắng và đen) với ưu điểm thiết lập h ệthống đơn giản và ch ng ố nhi u t t và có th ễ ố ể đo các bề ặt gián đoạ m n ho c các b m t b cô l p. Tuy nhiên ặ ề ặ ị ậ phương pháp này l i có nhạ ược điểm: độ phân gi i th p và dả ấ ải động th p. Tùy thuấ ộc vào độ phân gi i cả ủa phép đo mà số ợ lư ng m u chiẫ ếu đượ ử ụng khác nhau. Độc s d phân gi i càng cao thì càng yêu c u nhi u nh mả ầ ề ả ẫu chiếu. Để tăng độ phân gi i theo ả các phương, phải tăng số ả n mh ẫu chi u, tuy nhiên viế ệc tăng số ẫ m u chi u b gi i ế ị ớ h n b i phạ ở ần c ng h thốứ ệ ng chiếu cũng như khả năng phân biệt vùng đen trắng trên n n chi u c máy nh s d ng. M về ế ủa ả ử ụ ỗi ạch trên mẫu chi u cu i cùng tương ứế ố ng m t ộ
mã nh phân riêng bi t và duy nhị ệ ất. Các đ ểm ải nh trên cùng m vột ạch có cùng mã nh ị phân do đó khi tính toán b ng ằ phương pháp tam giác lượng xác định tọa độ các điểm đo cần xác định v trí tâm v ch ho c biên c a v ch trên vị ạ ặ ủ ạ ật để ự d ng lại lưới điểm quét. Việc mã hóa và gi i mã ánh sáng c u trúc d a trên biên c a vân chiả ấ ự ủ ếu để có đượ ố ứ ực s th t vân trong mô hình mã hóa ho c s ặ ự tương ứng gi a biên c a vân ữ ủ với cường độ trong hình nh mã hóa. Quá trình này có th g p ph i sai s do hình ả ể ặ ả ố ảnh vân mã hóa Gray không sắc nét trong các đường biên c a vân chuyủ ển đổi t ừ đen sang trắng [7].
Hình 1.3 các nh m u chi u mã Gray ả ẫ ế được chi u tu n t theo th i gian. Sau ế ầ ự ờ khi t t c các mấ ả ẫu được ch p b ng máy nh, m t ụ ằ ả ột ừmã nhị phân t i mạ ỗi điểm ảnh được tính toán dựa trên cường độ chi u tế ới điểm ảnh đó trong toàn bộ th i gian ờ chiế Ảu. nh m u cu i cùng là ẫ ố ảnh được ph i h p vố ợ ới mội bit b ng mã c a t t c các ằ ủ ấ ả điể ảm nh trên CCD. Danh gi i c a hai t ớ ủ ừ mã được xác định thông qua vi c tìm kiệ ến biên hay tâm c a vân m u. Trong k ủ ẫ ỹthuật tìm ki m biên c a vân, m t s ế ủ ộ ốthuật toán được s d ng ử ụ là: thuật toán xác định ngưỡng và thu t toán chi u nh m u thu n ậ ế ả ẫ ậ ngh ch. Thuị ật toán xác định ngưỡng phù h p v i tợ ớ ừng điểm ảnh được nghiên cứu với điều ki n vùng mã trên v t quét ph i t n t i giá tr nh phân t c là có th mang ệ ậ ả ồ ạ ị ị ứ ể bit 0 m u chi u này thì ph i mang bit 1 m u chi u bên c nh. ở ẫ ế ả ở ẫ ế ạ
phân gi i càng cao thì càng yêu c u nhi u
Độ ả ầ ề ảnh m u chiẫ ếu. Để tăng độ phân
giải theo các phương phải tăng số ẫ m u chi u. Viế ệc tăng số ẫ m u chi u b gi i h n ế ị ớ ạ b i ph n c ng h ở ầ ứ ệthống chiếu cũng như khả năng phân biệt vùng đen trắng trên n n ề
Hình 1.3 Hệ ống đo 3D sử ụ th d ng mã Gray
chiếu c a camera s d ng. ủ ử ụ Trước khi giải mã các điểm ảnh c n ph i tìm biên c a ầ ả ủ hai vân liên ti p nhau. ế Việc mã hóa và gi i mã ánh sáng c u trúc d a trên biên cả ấ ự ủa vân chi u mế ục đích là để có được s ốthứ ự t vân trong mô hình mã hóa hoặc s ự tương ứng gi a biên c a vân vữ ủ ới cường trong hình nh mã hóa. Quá trình này có th độ ả ể g p ph i sai s do hình nh vân mã hóa Gray không sặ ả ố ả ắc nét trong các đường biên chuyển đổ ừ đen sang trắi t ng. Trong k ỹthuật tìm ki m biên c a vân m t s ế ủ ộ ố thuật toán được s d ng: Thuử ụ ật toán xác định ngưỡng và thuật toán chi u bit thu n ngh ch. ế ậ ị Thuật toán xác định ngưỡng phù h p v i tợ ớ ừng điểm ảnh được nghiên c u vứ ới điều ki n vùng mã trên v t quét ph i t n t i giá tr nh phân t c là có th mang bit 0 ệ ậ ả ồ ạ ị ị ứ ể ở m u chi u này thì ph i mang bit 1 mẫ ế ả ở ẫu chi u bên c nh [5]. Do ế ạ ảnh hưởng c a ánh ủ sáng môi trường và s ph n x c a các b m t chi tiự ả ạ ủ ề ặ ết đo làm cho cường độ ỉ ệ t l xám c a vân sáng và vân t i trong nh có th ủ ố ả ể thay đổi trên các vùng khác nhau c a ủ hình ảnh. Vì v y, m t giá tr ậ ộ ị ngưỡng c nh toàn b hình ố đị ộ ảnh có th ểkhông đáp ứng được yêu c u. Do vầ ậy phương pháp chiếu mã Gray thu n nghậ ịch được áp d nụ g để là gi m thi u sai s ả ể ố xác định biên c a vân. ủ Phương pháp Gray sử ụ d ng h thống vân ệ có tính chất đối nghịch nhau để làm gi m b t s sai l ch cả ớ ự ệ ủa các bít và ngăn chặn ảnh hưởng của điều ki n chiệ ếu sáng. Sau đó tìm giao điểm c a hai nh chi u thu n ủ ả ế ậ và nh ả chiếu nghịch để tìm v trí c a biên. Vì ranh gi i gi a mã 0 và mã 1 khi chiị ủ ớ ữ ếu lên b m t s có biên d ng phi tuy n nên vi c n i suy tuy n tính s ề ặ ẽ ạ ế ệ ộ ế ẽ được s dử ụng giữa các điểm l y m u g n nh t (m c xám cấ ẫ ầ ấ ứ ủa các điểm ảnh gần đó). Phương pháp mã hóa Gray d a trên biên c a vân thông qua giá tr mã xám cự ủ ị ủa điểm biên trong ảnh dạng cường độ tương ứng với các điểm trong nh mã hóa. Các biên c a vân là ả ủ các đường th ng khi nh m u chi u trên m t ph ng tham chiẳ ả ẫ ế ặ ẳ ếu. Sau khi xác định được biên của vân, bước ti p theo là xế ác định s ốthứ ự ủ t c a vân trong ảnh cường độ.
Khi xác định s th t vân trong các nh mố ứ ự ả ẫu được chiếu mã Gray xác định b i giá ở trị ứ m c xám 0 ho c 1 ặ ở ị v trí tương ứng v i biên c a vân sau khi nh phân hóa trong ớ ủ ị ảnh cường độ [14], s th t cố ứ ự ủa vân được bi u th thông qua công th c sau: ể ị ứ
(1.20)
Trong đó k = 1, 2, 3,... 2n-1 là s ố thứ ự ủ t c a vân; i =1, 2, ...n là s ốthứ ự ả t nh; n là t ng s ổ ố ảnh cường độ; Gi là giá trị ứ m c xám c a ảủ nh th ứ i, trong đó G0= 0