物体表面高度重建方法及系统、光学字符提取方法及系统技术方案

本发明专利技术提供物体表面高度重建方法及其系统、光学字符提取方法及其系统。该物体表面高度重建方法包括以下步骤：将n个光源等间隔布置于在照射区域上方的同一圆上，n≥3；将图像捕获装置布置在圆心的上方；将照射区域划分为被n个光源照亮的区域，...被2个光源照亮的区域；依次点亮光源并捕获位于照射区域中的物体的图像；根据所捕获的图像和所划分的区域来生成三维高度图像。利用本发明专利技术，可以构建三维高度图像。另外，还可以对三维高度图像进行进一步处理提取物体表面的凹凸字符和二维码。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供物体表面高度重建方法及其系统、光学字符提取方法及其系统。该物体表面高度重建方法包括以下步骤：将n个光源等间隔布置于在照射区域上方的同一圆上，n≥3；将图像捕获装置布置在圆心的上方；将照射区域划分为被n个光源照亮的区域，...被2个光源照亮的区域；依次点亮光源并捕获位于照射区域中的物体的图像；根据所捕获的图像和所划分的区域来生成三维高度图像。利用本专利技术，可以构建三维高度图像。另外，还可以对三维高度图像进行进一步处理提取物体表面的凹凸字符和二维码。【专利说明】物体表面高度重建方法及系统、光学字符提取方法及系统
本专利技术涉及图像处理领域，尤其涉及三维重建方法及其系统、光学字符提取方法及其系统。
技术介绍
在光学字符提取应用(诸如OCR、DMC应用)中，通常需要清晰的包含待提取的字符的图片。以OCR应用为例，通常使用低角度光源来照亮字符边缘同时保持背景为暗。然而，在许多情况下，低角度光源不能够起作用。图1a-1b示出了现有技术中待照射的物体的两个示例。在图1a中，字符区域比周围区域低，使得低角度光源不能直接照亮字符区域。在图1b中，由于该物体表面由合成材料制成，在使用低角度光源的情况下，不能够照亮字符区域而保持背景为暗。在图1a-1b所示的情况下，利用低角度光源不能够获得清晰的包含待提取字符的图片。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种物体表面高度重建方法及其系统、光学字符提取方法及其系统。一方面，提供一种物体表面高度重建方法。该方法包括以下步骤:将η个光源等间隔布置于在照射区域上方的同一圆上，η≥3 ;将图像捕获装置布置在圆心的上方；将照射区域划分为被η个光源照亮的区域，...被2个光源照亮的区域；依次点亮光源并仅在最后被点亮的一个光源被点亮的情况下利用图像捕获装置捕获位于照射区域中的物体的图像；根据所捕获的图像和所划分的区域来生成三维高度图像优选地，在本发的物体表面高度重建方法中，生成三维高度图像的步骤包括:根据所捕获的图像的像素的亮度、像素所处的区域以及该区域与光源的相关性生成亮度矩阵I;根据像素所处的区域与光源的相关性确定所使用的光源并根据所使用的光源的位置来确定光源方向矩阵L ;确定物体表面反射率P，其中P = I (LV1)(Lt.I) I ；确定物体表面法向量Ν，【权利要求】1.一种物体表面高度重建方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 将η个光源等间隔布置于在照射区域上方的同一圆上，n≥3 ; 将图像捕获装置布置在圆心的上方； 将照射区域划分为被η个光源照亮的区域，...被2个光源照亮的区域； 依次点亮光源并仅在最后被点亮的一个光源被点亮的情况下利用图像捕获装置捕获位于照射区域中的物体的图像； 根据所捕获的图像和所划分的区域来生成三维高度图像。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，生成三维高度图像的步骤包括: 根据所捕获的图像的像素的亮度、像素所处的区域以及该区域与光源的相关性生成亮度矩阵I ; 根据像素所处的区域与光源的相关性确定所使用的光源并根据所使用的光源的位置来确定光源方向矩阵L ； 确定物体表面反射率P，其中P = I (LV1)(Lt.I) I ； 确定物体表面法向量N， 3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，求解泊松方程的步骤包括: 在自由边界条件下，对物体表面梯度进行离散傅立叶变换以得到其离散傅立叶变换形~PmnA2 确定Z的离散傅立叶变换形式~ 其中 4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，求解泊松方程的步骤包括: 在Neumann边界条件Vm = O下，对物体表面梯度进行离散余弦变换以得到其离散余弦变换形式1*"1.11.9 确定Z的离散余弦变换形式~其中 5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，求解泊松方程的步骤包括:在Dirichlet边界条件u = O下，对物体表面梯度进行离散正弦变换以得到其离散正弦变换形式Pirul确定ζ的离散正弦变换形式￡其中 6.一种物体表面高度重建系统，其特征在于，该系统包括图像采集单元和图像处理单元，其中 该图像采集单元包括η个光源、图像捕获装置，该η个光源等间隔布置于在照射区域上方的同一圆上，η≥3，图像捕获装置布置在圆心的上方； 图像处理单元包括: 区域划分单元，将照射区域划分为被η个光源照亮的区域，...被2个光源照亮的区域； 控制单元，依次点亮光源并仅在最后被点亮的一个光源被点亮的情况下利用图像捕获装置捕获位于照射区域中的物体的图像，并且将所捕获的图像发送至三维高度图像生成单元; 三维高度图像生成单元，根据所捕获的图像和所划分的区域来生成三维高度图像。7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，三维高度图像生成单元包括: 亮度矩阵生成单元，根据所捕获的图像的像素的亮度、像素所处的区域以及该区域与光源的相关性生成亮度矩阵I ; 光源方向矩阵生成单元，根据像素所处的区域与光源的相关性确定所使用的光源并根据所使用的光源的位置来确定光源方向矩阵L ； 物体表面法向量确定单元，用于确定物体表面反射率P和物体表面法向量N，其中P 8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，处理单元包括: DFT单元，在自由边界条件下，对物体表面梯度进行离散傅立叶变换以得到其离散傅立叶变换形式fm>n变换单元，确定Z的离散傅立叶变换形式其中 9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，处理单元包括: DCT单元,在Neumann边界条件Vw = 0下，对物体表面梯度进行离散余弦变换以得到其离散余弦变换形式 变换单元，确定Z的离散余弦变换形式其中 10.如权利要求7所述的系统，其特征在于，处理单元包括: DST单元,在Dirichlet边界条件u = O下,对物体表面梯度进行离散正弦变换以得到其离散正弦变换形式^nvi 变换单元，确定Z的离散正弦变换形式其中 11.一种光学字符提取方法，其特征在于，该光学字符提取方法包括: 利用权利要求1-5之一的方法生成包括待提取的字符的三维高度图像； 利用形态学运算来处理三维高度图像以提取字符区域；以及 提取字符区域中的字符。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述字符选自包括以下项的组:字母、文字、数字、二维码、条形码。13.—种光学字符提取系统,其特征在于,该光学字符识别系统包括如权利要求6-10之一所述的物体表面高度重建系统、字符区域提取单元以及字符提取单元，其中 物体表面高度重新系统生成待提取的字符的三维高度图像并将该三维高度图像发送至字符区域提取单元； 字符区域提取单元，利用形态学运算来处理三维图像以提取字符区域并将该字符区域发送至字符提取单元；以及 字符提取单元，提取字符区域中的字符。14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述字符选自包括以下项的组:字母、文字、数字、二维码、条形码。【文档编号】G06T17/00GK103903300SQ201210585906【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月31日 优先权日:2012年12月31日 【专利技术者】丁洪萍, 王力, 张鹏 申请人:博世汽车部件(苏州)有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物体表面高度重建方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将n个光源等间隔布置于在照射区域上方的同一圆上，n≥3；将图像捕获装置布置在圆心的上方；将照射区域划分为被n个光源照亮的区域，...被2个光源照亮的区域；依次点亮光源并仅在最后被点亮的一个光源被点亮的情况下利用图像捕获装置捕获位于照射区域中的物体的图像；根据所捕获的图像和所划分的区域来生成三维高度图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁洪萍，王力，张鹏，
申请(专利权)人：博世汽车部件苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32