The high-speed three-dimensional (3-D) shape measurement technique has become more and more popular recently, because of the strong demand for dynamic scene measurement. The single-shot nature of Fourier Transform Profilometry (FTP) makes it highly suitable for the 3-D shape measurement of dynamic scenes. However, due to the band-pass filter, FTP method has limitations for measuring objects with sharp edges, abrupt change or non-uniform reflectivity. In this paper, an improved Temporal Fourier Transform Profilometry (TFTP) algorithm combined with the 3-D phase unwrapping algorithm based on a reference plane is presented, and the measurement of one deformed fringe pattern producing a new 3-D shape of an isolated abrupt objects has been achieved. Improved TFTP method avoids band-pass filter in spatial domain and unwraps 3-D phase distribution along the temporal axis based on the reference plane. The high-frequency information of the measured object can be well preserved, and each pixel is processed separately. Experiments verify that our method can be well applied to a dynamic 3-D shape measurement with isolated, sharp edges or abrupt change. A high-speed and low-cost structured light pattern sequence projection has also been presented, it is capable of projection frequencies in the kHz level. Using the proposed 3-D shape measurement algorithm with the self-made mechanical projector, we demonstrated dynamic 3-D reconstruction with a rate of 297 Hz, which is mainly limited by the speed of the camera.

中文翻译：

---

改进时间傅立叶变换轮廓仪，以进行复杂的动态三维形状测量。

由于对动态场景测量的强烈需求，高速三维（3-D）形状测量技术最近变得越来越流行。傅立叶变换轮廓仪（FTP）具有单发特性，因此非常适合动态场景的3D形状测量。但是，由于带通滤波器，FTP方法在测量具有尖锐边缘，突变或反射率不均匀的对象方面存在局限性。本文提出了一种改进的时域傅里叶变换轮廓测量（TFTP）算法，并结合了基于参考平面的3-D相位展开算法，并测量了一个变形条纹图案的测量结果，该图案产生了孤立的突变体的新3D形状目标已经实现。改进的TFTP方法避免了空间域中的带通滤波器，并根据参考平面沿时间轴解开了3-D相位分布。可以很好地保留被测对象的高频信息，并且分别处理每个像素。实验证明，我们的方法可以很好地应用于带有孤立，尖锐边缘或突变的动态3D形状测量。还提出了一种高速且低成本的结构化的光图案序列投影，它能够投影kHz级的频率。使用提出的3-D形状测量算法和自制的机械投影仪，我们演示了速率为297 Hz的动态3-D重建，该重建主要受相机​​速度的限制。可以很好地保留被测对象的高频信息，并且分别处理每个像素。实验证明，我们的方法可以很好地应用于带有孤立，尖锐边缘或突变的动态3D形状测量。还提出了一种高速且低成本的结构化光图案序列投影，它能够投影kHz级的频率。使用提出的3-D形状测量算法和自制的机械投影仪，我们演示了速率为297 Hz的动态3-D重建，该重建主要受相机​​速度的限制。可以很好地保留被测对象的高频信息，并且分别处理每个像素。实验证明，我们的方法可以很好地应用于具有孤立，尖锐边缘或突变的动态3D形状测量。还提出了一种高速且低成本的结构化的光图案序列投影，它能够投影kHz级的频率。使用提出的3-D形状测量算法和自制的机械投影仪，我们演示了速率为297 Hz的动态3-D重建，该重建主要受相机​​速度的限制。还提出了一种高速且低成本的结构化的光图案序列投影，它能够投影kHz级的频率。使用提出的3-D形状测量算法和自制的机械投影仪，我们演示了速率为297 Hz的动态3-D重建，该重建主要受相机​​速度的限制。还提出了一种高速且低成本的结构化的光图案序列投影，它能够投影kHz级的频率。使用提出的3-D形状测量算法和自制的机械投影仪，我们演示了速率为297 Hz的动态3-D重建，该重建主要受相机​​速度的限制。