伴随现代社会视觉成像技术的飞速发展,三维成像技术也获得了不断地突破,在各个领域如工业生产、图像识别和智能化制造等有着广泛的应用。其中结构光三维成像技术通过向物体投影包含某种调制信息的结构光,通过成像系统获得物体表面的光强图像,再根据光学三角测量法获得物体的三维信息。结构光三维成像有着较高的空间分辨率和检测准确度,并具备较好的实时三维成像性能。油画作为书画类艺术品中的一大分支,其表面具有立体感强及笔触错落有致的特点,因此油画表面的纹理微小且复杂,这也加大了油画作品数字化的难度。本文将结构光成像技术应用到油画表面形貌的三维检测中。首先根据基于结构光的条纹投影轮廓术建立三维检测系统,通过几何形状模型实验验证系统的性能。通过栅条模型实验验证系统对复杂三维形状的适用性,通过方块模型和台阶模型标定了系统的测量精度不低于0.5mm,测量高度的上限为11mm。然后,应用三维检测系统获取油画表面形貌的绝对相位分布,并针对检测表面变形严重的油画时,需要拆卸画布进行压平处理的情况,提出了用三种不同的参考线（面）辅助结构光成像技术计算实际相位的方法,通过实验对比了不同方法的检测效果。三种参考线（面）计算方法中,以背景板上的一条直线作参考线的方法要求油画的最大厚度不能超过11mm,否则就会超出本文系统的检测高度范围,无法检测;以油画表面上一行像素点的首尾两点进行直线拟合作为参考线的方法要求油画不能存在太严重的变形,否则只能检测出参考线所在位置的附近区域,无法给出完整的高度图,因此只适用于油画的局部检测或者整体变形较小;以油画表面的点云数据基于最小二乘法拟合二次曲面做参考面的方法,能够对变形严重的油画实现较好的三维检测,得到均匀且较清晰的高度图,并通过对两幅不同油画的检测证明了该方法对于不同变形程度的油画均能够获得较理想的检测效果。综上所述,对于表面变形的油画,基于最小二乘法拟合二次曲面做参考面辅助结构光成像技术计算实际相位的方法,相比其他方法具有更好的检测效果。该方法是一种非接触式、不拆卸画布的无损检测,成本低,运行速度快,且适用于不同变形程度的油画。该方法存在投影效率低,检测精度不够高的问题。