获取物体三维模型的方法及设备技术

本发明专利技术公开了获取物体三维模型的方法及设备，其中，该方法包括：对目标物体进行图像采集，改变成像距离，获取n张图像，n为自然数；计算每张图像每个像素点的锐度，锐度为像素点与其周边像素点之间的颜色差；将图像所在平面作为横向坐标平面，与横向坐标平面垂直的坐标为纵向坐标；对同一横向坐标点上各图像的锐度值进行比较，选取最大的锐度值对应的纵向值，作为相应横向坐标点的纵向值，由横向坐标点及对应的纵向值得到三维坐标；根据得到的三维坐标构建三维模型。本发明专利技术方案能够采用已有的普通成像装置实现三维建模，降低物体三维模型的获取难度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理技术，尤其涉及获取物体三维模型的方法及设备。
技术介绍
在某些情形下，需要对目标物体进行非接触式的三维建模；例如，应用于3D打印机技术中。目前，获取物体三维建模的方法主要为：使用特定成像装置，获取目标物体不同角度的影像；而后，通过分析不同角度的成像差异来实现三维建模。现有方案存在以下缺点：需要使用特定成像装置，无法用已有的普通成像装置来实现三维建模；由于特定装置的限制，不能应用于各种场景，导致物体三维模型的获取难度较高。
技术实现思路
本专利技术提供了一种获取物体三维模型的方法，该方法能够采用已有的普通成像装置实现三维建模，降低物体三维模型的获取难度。本专利技术提供了一种获取物体三维模型的设备，该设备能够采用已有的普通成像装置实现三维建模，降低物体三维模型的获取难度。一种获取物体三维模型的方法，该方法包括：对目标物体进行图像采集，改变成像距离，获取n张图像，n为自然数；计算每张图像每个像素点的锐度，锐度为像素点与其周边像素点之间的颜色差；将图像所在平面作为横向坐标平面，与横向坐标平面垂直的坐标为纵向坐标；对同一横向坐标点上各图像的锐度值进行比较，选取最大的锐度值对应的纵向值，作为相应横向坐标点的纵向值，由横向坐标点及对应的纵向值得到三维坐标；根据得到的三维坐标构建三维模型。一种获取物体三维模型的设备，该设备包括成像装置、存储单元和计算单元；所述成像装置，对目标物体进行图像采集，改变成像距离，获取n张图像，发送到所述存储单元进行存储；n为自然数；所述存储单元，存储获取的n张图像，以及计算单元构建的三维模型；所述计算单元，计算每张图像每个像素点的锐度，锐度为像素点与其周边像素点之间的颜色差；将图像所在平面作为横向坐标平面，与横向坐标平面垂直的坐标为纵向坐标；对同一横向坐标点上各图像的锐度值进行比较，选取最大的锐度值对应的纵向值，作为相应横向坐标点的纵向值，由横向坐标点及对应的纵向值得到三维坐标；根据得到的三维坐标构建三维模型。从上述方案可以看出，本专利技术中，对目标物体进行图像采集，改变成像距离，获取n张图像；计算每张图像每个像素点的锐度；将图像所在平面作为横向坐标平面，与横向坐标平面垂直的坐标为纵向坐标；对同一横向坐标点上各图像的锐度值进行比较，选取最大的锐度值对应的纵向值，作为相应横向坐标点的纵向值，由横向坐标点及对应的纵向值得到三维坐标；根据得到的三维坐标构建三维模型。采用本专利技术方案，无需获取目标物体不同角度的图像，而是改变成像距离，获取不同成像距离对应的图像，这样，采用已有的普通成像装置也可进行图像获取，进一步得到目标物体的三维坐标，并构建出三维模型。从而，降低了物体三维模型的获取难度。附图说明图1为本专利技术获取物体三维模型的方法示意性流程图；图2为本专利技术获取物体三维模型的方法流程图实例；图3为本专利技术采集到的n张图像示意图实例；图4为本专利技术得到的三维模型示意图实例；图5为本专利技术获取物体三维模型的设备结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术进一步详细说明。本专利技术中，改变成像距离，获取不同成像距离对应的图像，再基于获取的图像进一步得到目标物体的三维坐标，并构建出三维模型；这样，无需获取目标物体不同角度的图像，降低了物体三维模型的获取难度，扩大了其使用范围。参见图1，为本专利技术获取物体三维模型的方法示意性流程图，其包括以下步骤：步骤101，对目标物体进行图像采集，改变成像距离，获取n张图像。n为自然数，n越大，最后得到的三维建模越精确。改变成像距离，可采用多种方式实现，例如：递增或递减成像装置的物距一个单位，获取n张图像；或者，移动成像装置与目标物体之间的距离递增或递减一个单位，获取n张图像。步骤102，计算每张图像每个像素点的锐度，锐度为像素点与其周边像素点之间的颜色差。将图像所在平面作为横向坐标平面，与横向坐标平面垂直的坐标为纵向坐标；将横向坐标平面用x轴、y轴表示。每张图像每个像素点的锐度，可根据一种或多种颜色的锐度确定；例如，通过红色、蓝色和绿色三色的锐度，采用如下公式计算：Pixel(x,y,n)＝aR*(PixelR(x,y,n))+aG*(PixelG(x,y,n))+aB*(PixelB(x,y,n))；其中，Pixel(x,y,n)为第n张图像在(x,y)位置像素点的锐度，PixelR(x,y,n)为该像素点图像成像与周边像素的红色差，PixelG(x,y,n)为该像素点图像成像与周边像素的绿色差，PixelB(x,y,n)为该像素点图像成像与周边像素的蓝色差，aR为红色调整参数，aG为绿色调整参数、aB为蓝色调整参数。其中，aR、aG和aB可以根据应用动态调节。进一步地，PixelR(x,y,n)可采用以下公式计算得到：PixelR(x,y,n)＝abs(R(x,y,n)-R(x-1,y,n))+abs(R(x,y,n)-R(x,y-1,n))+abs(R(x,y,n)-R(x+1,y,n))+abs(R(x,y,n)-R(x,y+1,n))；其中，abs为取绝对值符号，R(x,y,n)为第n张图像在(x,y)位置点的红色颜色值，R(x-1,y,n)为第n张图像在(x-1,y)位置像素点的红色颜色值，R(x,y-1,n)为第n张图像在(x,y-1)位置像素点的红色颜色值，R(x+1,y,n)为第n张图像在(x+1,y)位置像素点的红色颜色值，R(x,y+1,n)为第n张图像在(x,y+1)位置像素点的红色颜色值。PixelG、PixelB的计算方法同PixelR，不多赘述。步骤103，将图像所在平面作为横向坐标平面，与横向坐标平面垂直的坐标为纵向坐标；对同一横向坐标点上各图像的锐度值进行比较，选取最大的锐度值对应的纵向值，作为相应横向坐标点的纵向值，由横向坐标点及对应的纵向值得到三维坐标。横向坐标点是横向坐标平面上的坐标点，若横向坐标平面用x轴、y轴表示，则横向坐标点包括横坐标值和纵坐标值，可表示为(x，y)。步骤104，根据得到的三维坐标构建三维模型。得到三维坐标后，便可应用三维建模工具构建出三维模型。本专利技术中，对目标物体进行图像采集，改变成像距离，获取n张图像；计算每张图像每个像素点的锐度；将图像所在平面作为横向坐标平面，与横向坐标平面垂直的坐标为纵向坐标；对同一横向坐标点上各图像的锐度值进行比较，选取最大的锐度值对应的纵向值，作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种获取物体三维模型的方法，其特征在于，该方法包括：对目标物体进行图像采集，改变成像距离，获取n张图像，n为自然数；计算每张图像每个像素点的锐度，锐度为像素点与其周边像素点之间的颜色差；将图像所在平面作为横向坐标平面，与横向坐标平面垂直的坐标为纵向坐标；对同一横向坐标点上各图像的锐度值进行比较，选取最大的锐度值对应的纵向值，作为相应横向坐标点的纵向值，由横向坐标点及对应的纵向值得到三维坐标；根据得到的三维坐标构建三维模型。

【技术特征摘要】
1.一种获取物体三维模型的方法，其特征在于，该方法包括：
对目标物体进行图像采集，改变成像距离，获取n张图像，n为自然数；
计算每张图像每个像素点的锐度，锐度为像素点与其周边像素点之间的颜色差；
将图像所在平面作为横向坐标平面，与横向坐标平面垂直的坐标为纵向坐标；对
同一横向坐标点上各图像的锐度值进行比较，选取最大的锐度值对应的纵向值，作为
相应横向坐标点的纵向值，由横向坐标点及对应的纵向值得到三维坐标；
根据得到的三维坐标构建三维模型。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改变成像距离，获取n张图像，
包括：
递增或递减成像装置的物距一个单位，获取n张图像；或者，
移动成像装置与目标物体之间的距离递增或递减一个单位，获取n张图像。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将横向坐标平面用x轴、y轴表示；
所述计算每张图像每个像素点的锐度，采用以下公式计算得到：
Pixel(x,y,n)＝aR*(PixelR(x,y,n))+aG*(PixelG(x,y,n))+aB*(PixelB(x,y,n))；
其中，Pixel(x,y,n)为第n张图像在(x,y)位置像素点的锐度，PixelR(x,y,n)为该像素
点图像成像与周边像素的红色差，PixelG(x,y,n)为该像素点图像成像与周边像素的绿色
差，PixelB(x,y,n)为该像素点图像成像与周边像素的蓝色差，aR为红色调整参数，aG
为绿色调整参数、aB为蓝色调整参数。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，PixelR(x,y,n)可采用以下公式计算得
到：
PixelR(x,y,n)＝abs(R(x,y,n)-R(x-1,y,n))+abs(R(x,y,n)-R(x,y-1,n))+abs(R(x,y,n)-
R(x+1,y,n))+abs(R(x,y,n)-R(x,y+1,n))；
其中，abs为取绝对值符号，R(x,y,n)为第n张图像在(x,y)位置点的红色颜色值，
R(x-1,y,n)为第n张图像在(x-1,y)位置像素点的红色颜色值，R(x,y-1,n)为第n张图像在
(x,y-1)位置像素点的红色颜色值，R(x+1,y,n)为第n张图像在(x+1,y)位置像素点的红色
颜色值，R(x,y+1,n)为第n张图像在(x,y+1)位置像素点的红色颜色值。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述对同一横向坐标点上各图像
的锐度值进行比较，选取最大的锐度值对应的纵向值包括：
Z(x,y)为(x,y)的纵坐标；遍历所有图像的相同XY坐标的锐度，取锐度最大值对应
的纵向值，得到：Z(x,y)＝Max(Pixel(x,y,1),Pixel(x,y,2)…Pixel(x,y,n))。
6.一种获取物体三维模型的设备，其特征在于，该设备包括成像装置、存储单元
和计算单元；
所述成像装置，对目标物体进行图像采集，改变成像距离，获取n张图像，发...

【专利技术属性】
技术研发人员：周叶林，蔡世光，
申请(专利权)人：英华达上海科技有限公司，英华达上海电子有限公司，英华达股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31