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本发明公开了一种基于S变换的结构光三维面形垂直测量方法，其进行一次扫描测量即可同时利用S变换取脊和S变换滤波两种方法获得各条纹图调制度值的分布从而实现三维面形的测量。本发明所述的S变换是一种无损、可逆的时频分析方法，与小波变换相比，S变换取脊方法不仅具有多分辨率的特点，其变换系数还与该信号的傅里叶频谱有着直接的联系，可获得比小波变换更为精确的调制度值；与傅里叶变换相比，S变换滤波方法采用高斯窗函数且窗宽与频率的倒数成正比，改善了窗宽固定的缺陷，具有良好的时频分析特性，能更完整地保留被测物体的细节部分。通过本发明解决了现有技术中无法精确地重建被测物体的三维面形的问题，提高了测量精度。