1、格雷码编解码

已于 2024-04-02 12:42:46 修改
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分类专栏： 基于结构光投影三维重建 文章标签： 三维重建
于 2024-04-02 00:30:01 首次发布
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本文介绍了单目结构光编码技术，包括如何利用投影仪进行编码，格雷码的编码与解码，以及图片二值化的方法。同时讨论了在不同材质和光照条件下，如何选择高频和低频光进行编码以适应各种场景。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

1.1 单目结构光编码目的

把投影仪看成“逆”相机，利用结构光编码的方式，知道打在物体表面的光是从投影仪的哪个像素发出来的，从而知道该物体表面上的一点在投影仪的虚拟成像位置。从而利用双目成像原理，来计算出实际位置。

1.2 格雷码的编码与解码

1.2.1 格雷码编码

二进制转格雷码

1、最高bit保持不变

2、当前bit与高一bit亦或得当前格雷码。（亦或，相同为0，不同为1）

1.2.2 格雷码解码

1、最高bit保持不变

2、当前bit与高一bit格雷码亦或得当前格雷码

1.3 图片二值化

前提条件：投影仪买的每个点至少都要经历一次明暗变化，即总要找到一张图，该位置为0，另一张图该位置为1；

实现方法：

方法1：增加两张图，一张图全黑图，一张图全亮图

方法2：去除全0和全1的编码，让每个编码至少包含有一个0和一个1

二值化方法：

thred = \frac{I - I_{min}}{I_{max} - I_{min}}

对每个像素，计算其在整个时间序列下的最大值和最小值，然后对当前图片图片像素二值化，就是计算出一个如上式所示的阈值，阈值大于0.5的时候为1，小于0.5则为0

1.4 其他离散型编码

在某些特定场景，由于物体本身材质原因，收全局光（投影仪发出的光）影响。

解决思路：不同的全局光照，对不同频率的编码光，影响不同

高频光：适合内反射、漫反射

低频光：适合下表面反射

格雷码编码、解码及实现
2301_79331421的博客
08-13 659
本文介绍了格雷码的编码、解码原理，并提供了相应的源代码实现。格雷码具有相邻数值之间只有一个位元改变的特点，因此在数据传输和旋转编码器等应用中被广泛使用。格雷码（Gray code）是一种特殊的二进制编码方式，常用于解决数字信号传输中的问题。旋转编码器是一种用于检测旋转运动的装置，常见于鼠标、旋钮等设备。通过读取旋转编码器的输出信号并解码，可以获取旋转方向和步长。以上代码是一个简化的示例，实际应用中需要根据硬件接口进行相应的编码器信号读取和处理。本文将介绍格雷码的编码、解码原理，并提供相应的源代码实现。
结构光编解码-格雷码+四步相移
weixin_43997893的博客
08-02 2159
相移法一般需要三张以上的相移图，对系统的随机噪声具有较好的抑制作用，且对 N-1 次以下谐波误差不敏感，并可针对每个像素单独求解相位。将格雷码转换成标准二进制码，首先保持格雷码最左边的一位码字不变，从左边第二位码字起，将每位码字与前一位解码后的值进行异或运算。格雷码可以分为RGB颜色格雷码和二值格雷码，RGB颜色格雷码使用蓝色和红色来代替黑白编码条纹, 同时在蓝红条纹之间加入一个像素宽的绿色条纹[。格雷码是一种可靠性编码，采用的是一种将错误最小化的编码方式，具有抗干扰性，高可靠性，高稳定性等特点。
格雷码解码方法
正在挣扎中的人
10-05 569
转载：系列篇|结构光——格雷码解码方法
格雷码的编解码
视觉小浩
05-24 3263
格雷码的编解码（以3位为例） 编码 从二进制码转换到格雷码，从右到左以0~n-1编号，若二进制码字第i位和第i+1位相同，则对应格雷码第i位位0，否则为1（异或），第n位认为是0。 十进制 二进制码 格雷码 0 000 000 1 001 001 2 010 011 3 011 010 4 100 110 5 101 111 6 110 101 7 111 100 格雷码好处：相邻数只有1位变化，最大和最小数首位相连，能避免解码错误。 将这23=82^3=82
格雷码编解码学习(一)：格雷码编码原理与C++代码实现
Color Space的博客
08-18 4028
格雷码(Gray Code)又称循环二进制单位距离码，是任意两个相邻的代码只有一位二进制数不同的编码，它与奇偶校验码同属可靠性编码。Gray Code由贝尔实验室的Frank Gray在1940年代提出，用于在PCM（脉冲编码调变）方法传送讯号时防止出错， 并于1953年三月十七日取得美国专利。格雷码是一个数列集合，相邻两数间只有一个位元改变，为无权数码，且格雷码的顺序不是唯一的。具体介绍可参考：https://www.wikiwand.com/zh-cn/%E6%A0%BC%E9%9B%B7%E7%A0%
格雷码的生成与解码
m0_54123999的博客
02-25 5143
证明：已有n-1位格雷码序列，则可知n-1位格雷码序列逆序也满足相邻代码只有一位不同，且首尾相连，对逆序的所有代码左端补1不改变上述性质，将两段代码相接后连接处的两个代码只有最高位不同，首尾代码也只有最高位不同，所以得到的是n位格雷码。对n位二进制的码字，从右到左，以0到n-1编号，如果二进制码字的第i位和i+1位相同，则对应的格雷码的第i位为0，否则为1（当i+1=n时，二进制码字的第n位被认为是0，即第n-1位不变）通过观察或者推理都可以得出，格雷码的最高位和自然二进制码的最高位是相同的。
结构光 | 格雷码解码方法
3D视觉工坊
12-18 1304
点击进入—>3D视觉工坊学习交流群格雷码是一种特殊的二进制码，在结构光三维视觉中，常常被用于编码。比起我们常见的二进制码，格雷码具有相邻数字的编码只有一位不同的优点，这个优点对于解码而言十分重要，可以减少光解码的错误率。下面我们可以看下如何对结构光用格雷码编码，并如何对编码的结构光进行解码。以5位格雷码为例，5位格雷码可以对32个像素位置进行编码，由之前的文章可以知道，我们在计算结构光三维重...
格雷码编解码matlab
09-14
格雷码编解码是一种常用的编码方式，用于在数字通信和数据存储中减小传输错误和数据误解的可能性。在代码中，提供了一个用MATLAB实现的格雷码编解码的例子。这段代码使用了一个12位的格雷码矩阵p，并对其进行了编码...
格雷码编解码的quartus13.0实现
12-08
格雷码编解码是一种数字编码方式，在Quartus II 13.0版本中，你可以使用它来进行二进制数据的无损转换，特别是用于电路设计中的位同步和序列比较。以下是实现格雷码编解码的基本步骤： 1. **项目设置**：打开...
结构光编解码-格雷码+四步相移代码
weixin_43997893的博客
08-11 431
格雷码+四步相移原理可查看之前的文章《结构光编解码-格雷码+四步相移》，以下代码格雷码+四步相移解相位的代码，该代码需修改图像路径及图像格式，格雷码位数可根据实际需求替换，替换完后即可正常运行。（欢迎进Q群交流：874653199）
基于格雷码的结构光重建代码（MATLAB版本）
07-12
该代码为brown university相关技术人员编写，旨在用于学习研究3D结构光的原理、算法实现和应用。由于原有的网站( http://mesh.brown.edu/byo3d/index.html )近期无法访问，为了便于3D爱好者可以方便学习相关内容，特将该网站部分代码进行上传。切记：不要将该代码直接用于商业目的，否则后果自负！
结构光编解码—正反格雷码解码代码
weixin_43997893的博客
10-02 439
本篇文章主要给出正反格雷码的解码代码，鉴于自身水平所限，如有错误，欢迎批评指正。（欢迎进Q群交流：874653199）
数字IC设计-格雷码编码/解码（1）
2301_76563419的博客
11-04 579
学习记录#
格雷码应用意义及编解码
To the beyond and infinity!
02-23 5147
在一组数的编码中，若任意两个相邻的代码只有一位二进制数不同，则称这种编码为格雷码（Gray Code），另外由于最大数与最小数之间也仅一位数不同，即“首尾相连”，因此又称循环码或反射码。
格雷码
编码和生活
12-06 1058
格雷码(Gray code),又叫循环二进制码或反射二进制码 在数字系统中只能识别0和1，各种数据要转换为二进制代码才能进行处理，格雷码是一种无权码，采用绝对编码方式，典型格雷码是一种具有反射特性和循环特性的单步自补码，它的循环、单步特性消除了随机取数时出现重大误差的可能，它的反射、自补特性使得求反非常方便。格雷码属于可靠性编码，是一种错误最小化的编码方式 。 #include int isr
数字IC手撕代码-格雷码的编码与解码
qq_57502075的博客
09-28 1069
格雷码的主要特点是相邻编码值中只有一个比特发生改变，如下表所示。从表中可以看到，相邻编码值中只有一个比特发生改变，那么这个特性有什么用呢？这非常重要！当今格雷码被广泛应用于 使用两个不同时钟的异步FIFO（First In First Out，先入先出存储器）中。当数值从一个时钟域传递到另一个时钟域时，单比特翻转的特性就会变得极为重要。在异步FIFO中，写地址和度地址是根据读写操作，发生连续的改变，其地址是用二进制计数器进行表示的。以4比特计数器为例，该计数器从0计数，数到15，到达15后归零。
【互补格雷码+相移】小白解码思路全过程（附部分代码c++）
weixin_53111112的博客
04-04 4985
K求出的是阶梯状的序号，而相位主值被包裹在[-pai，pai]直接，K对应的就是第K个相位，为了展开相位，将第K个相位挨个往上抬K*2pai个相位值，使其连续展开，K1的边缘和相位主值的边缘是对齐的，所以K1的边缘不稳定也会使求包裹相位时出现边缘跳变现象，为了解决所以引入互补格雷码，使其互补格雷码中间稳定的部分对其相位主值边缘部分（我生成互补格雷码的方式就是在格雷码后面加上0、1、1、0这样循环后缀，代码如下：（没学过，写的都是流水账）在c++记得手动取整！就是因为这一步错了导致解码一直有错！
FPGA 设计算法篇 —— 格雷码编解码原理及实现
Verilog例化说明
04-05 4200
前言：在这篇文章中FPGA 设计时序篇 —— 跨时钟域问题及解决方法提到格雷码在跨时钟域的应用，本篇作为对该篇文章的补充，详细介绍格雷码的编解码原理及语法实现。 一、格雷码简介 格雷码，即 Gray code。由于自然二进制码在相邻数据之间可能存在多个bit的变化，比如8和7对应的4bit二进制码分别为：1000，0111，当寄存器的输出在这两个数据简跳转的时候，寄存器的每一位都会发生变化，从而造成不稳定态。 为了解决上面的问题，出现了格雷码编码规则。在格雷码中，所有相邻两数据的二进制表示中只有一位不同。下
02、结构光——格雷码解码方法
大胡子大叔的专栏
05-09 697
格雷码解码verilog
最新发布
12-27
### Verilog 实现格雷码解码 对于从格雷码到二进制码的转换，在Verilog中的实现可以通过逐位处理来完成。由于每一位都需要与其左侧已经解码过的值进行异或操作，这确实意味着无法一次性获得最终结果，而是需要逐步计算每一比特的结果[^1]。 下面是一个具体的例子，展示如何利用Verilog编写一段程序来进行8位格雷码向二进制码的转换： ```verilog module gray_to_binary( input [7:0] gray, // 输入8位格雷码 output reg [7:0] binary // 输出对应的8位二进制数 ); integer i; always @(*) begin binary[7] = gray[7]; // 最高位直接赋值给binary最高位 for (i=6; i>=0; i=i-1) begin : GRAY_TO_BINARY_LOOP binary[i] = gray[i] ^ binary[i+1]; end end endmodule ``` 这段代码定义了一个名为`gray_to_binary`的模块，它接收一个8位宽的输入信号`gray`表示要转换的格雷码，并输出同样宽度的二进制数值`binary`。这里采用了组合逻辑的方式实现了即时响应的变化；当任何一位灰度码发生变化时，整个表达式会立即重新评估并更新相应的二进制输出。 在这个过程中，最左端的第一位不需要做特殊处理因为它就是其自身的二进制形式。而对于其余各位，则是从右往左依次将其与左边邻近位置上已经被转化成的标准二进制相异或得出新值。
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