一种彩色三维模型色彩平滑方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种彩色三维模型色彩平滑方法及装置，该方法包括：获取彩色三维模型上不同相机坐标系下图像的接合边界，将三维模型上与接合边界对应的三角形网格的顶点进行相机坐标系转换；获取该三角形网格的顶点在第一相机坐标系下的图像上所对应投影点和第二相机坐标系下的图像上所对应投影点的色彩差值；分别计算同一个相机坐标系下的图像上的像素点到接合边界的距离范数；根据距离范数和色彩差值，对像素点进行色彩平滑。本发明专利技术中，进行色彩平滑处理后的彩色三维模型上不同角度拍摄的纹理的衔接处色彩平滑，不存在色彩突变。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理
，具体而言，涉及一种彩色三维模型色彩平滑方法及装置。
技术介绍
在博物馆、文化艺术创新等领域，在获取物体的彩色三维模型时，一般都是从不同角度拍摄物体的照片，然后将从不同角度拍摄的照片进行拼接，但是由于物体的材质、反光特性、光源特性、相机与物体的夹角等因素的影响，在不同角度拍摄的照片色彩存在差异，因此，在对不同角度拍摄的照片进行拼接时，还需要对色彩进行平滑处理。现有技术中对彩色三维模型进行色彩平滑处理时，大都是对拼接时发生重叠的区域求加权平均的方法进行色彩平滑，比如说，在彩色三维模型上进行拼接的两张照片的重叠区域，第一张照片的色彩值为f1，权重为w1,第二张照片的色彩值为f2，权重为w2，通过公式f＝w1*f1+w2*f2，计算出重叠区域的色彩值，对重叠区域进行色彩平滑。但是，现有技术中的色彩平滑，当重叠区域面积较小或者网格顶点空间密度不均匀时，处理后的彩色三维模型上不同角度拍摄的纹理的衔接处仍然存在比较明显的色彩突变。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种彩色三维模型色彩平滑方法及装置，以解决现有技术当重叠区域面积较小或者相机坐标系下的点云不均匀时，处理后的彩色三维模型上不同角度拍摄的纹理的衔接处仍然存在比较明显的色彩突变的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种彩色三维模型色彩平滑方法，其中，所述方法包括：获取彩色三维模型上不同相机坐标系下的图像的接合边界，将三维模型上与所述接合边界对应的三角形网格的顶点进行相机坐标系转换；获取所述三角形网格的顶点在第一相机坐标系下的图像上所对应投影点和第二相机坐标系下的图像上所对应投影点的色彩差值，所述第一相机坐标系为所述顶点转换前所在的相机坐标系，所述第二相机坐标系为所述顶点转换后所在的相机坐标系；分别计算同一个相机坐标系下的图像上的像素点到所述接合边界的距离范数；根据所述距离范数和所述色彩差值，对所述像素点进行色彩平滑。结合第一方面，本专利技术实施例提供了上述第一方面的第一种可能的实现方式，其中，所述根据所述距离范数和所述色彩差值，对所述像素点进行色彩平滑，包括：根据所述距离范数和所述色彩差值，获取所述像素点的初始色彩差值；根据所述像素点的初始色彩差值及所述距离范数，对所述像素点进行色彩平滑。结合第一方面的第一种可能的实现方式，本专利技术实施例提供了上述第一方面的第二种可能实现方式，其中，所述根据所述像素点的初始色彩差值及所述距离范数，对所述像素点进行色彩平滑，包括：根据所述距离范数及预设色彩平滑距离，通过公式(1)确定所述像素点的色彩平滑权重；根据所述像素点的色彩平滑权重及所述像素点的初始色彩差值，通过公式(2)计算所述像素点的色彩平滑值；根据所述像素点的色彩平滑值，对所述像素点进行色彩平滑； ω ( m ) = F max - F ( m ) F ( m ) < F max 0 F ( m ) ≥ F max - - - ( 1 ) ]]> Δ = 1 2 * C ( m ) * ω ( m ) - - - ( 2 ) ]]>其中，在公式(1)和公式(2)中，ω(m)为所述像素点的色彩平滑权重，Fmax为所述预设色彩平滑距离，F(m)为像素点m到像素点m所在相机坐标系下的图像的接合边界的距离范数，C(m)为所述像素点的初始色彩差值，Δ为所述像素点的色彩平滑值。结合第一方面的第二种可能的实现方式，本专利技术实施例提供了上述第一方面的第三种可能的实现方式，其中，所述根据所述像素点的色彩平滑值，对所述像素点进行色彩平滑，包括：当所述像素点位于所述第一相机坐标系下的图像上时，根据所述像素点的初始色彩差值及所述像素点的色彩平滑值，通过公式(3)计算所述像素点平滑后的色彩值；当所述像素点位于所述第二相机坐标系下的图像上时，根据所述像素点的初始色彩差值及所述像素点的色彩平滑值，通过公式(4)计算所述像素点平滑后的色彩值；C(m)-Δ (3)C(m)+Δ (4)。结合第一方面，本专利技术实施例提供了上述第一方面的第四种可能的实现方式，其中，获取所述三角形网格的顶点在第一相机坐标系下的图像所对应的投影点和第二相机坐标系下的图像上所对应投影点的色彩差值，包括：根据所述三角形网格的顶点在所述第一相机坐标系下的图像上的坐标、所述顶点在第一相机坐标系下的图像上所对应投影点相邻的四个像素点的坐标及所述四个像素点的色彩值，通过公式(5)计算所述顶点在第一相机坐标系下的图像上所对应投影点的第一色彩值；采用同样的方式，计算所述顶点在所述第二相机坐标系下的图像上所对应投影点的第二色彩值；计算所述第一色彩值和所述第二色彩值之间的差值，将所述第一色彩值和所述第二色彩值之间的差值确定为所述色彩差值；C(P2,M2)＝C1*(1-a)*(1-b)+C2*a*(1-b)+C3(1-a)*b+C4*a*b (5)其中，在公式(5)中，C(P2,M2)为所述顶点在第一相机坐标系下的图像上所对应投影点的第一色彩值，P2为所述顶点，M2为所述第一相机坐标系，C1、C2、C3和C4分别为所述四个像素点的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种彩色三维模型色彩平滑方法，其特征在于，所述方法包括：获取彩色三维模型在不同相机坐标系下的图像的接合边界，将三维模型上与所述接合边界对应的三角形网格的顶点进行相机坐标系转换；获取所述三角形网格的顶点在第一相机坐标系下的图像上所对应投影点和第二相机坐标系下的图像上所对应投影点的色彩差值，所述第一相机坐标系为所述顶点转换前所在的相机坐标系，所述第二相机坐标系为所述顶点转换后所在的相机坐标系；分别计算同一个相机坐标系下的图像上的像素点到所述接合边界的距离范数；根据所述距离范数和所述色彩差值，对所述像素点进行色彩平滑。

【技术特征摘要】
1.一种彩色三维模型色彩平滑方法，其特征在于，所述方法包括：获取彩色三维模型在不同相机坐标系下的图像的接合边界，将三维模型上与所述接合边界对应的三角形网格的顶点进行相机坐标系转换；获取所述三角形网格的顶点在第一相机坐标系下的图像上所对应投影点和第二相机坐标系下的图像上所对应投影点的色彩差值，所述第一相机坐标系为所述顶点转换前所在的相机坐标系，所述第二相机坐标系为所述顶点转换后所在的相机坐标系；分别计算同一个相机坐标系下的图像上的像素点到所述接合边界的距离范数；根据所述距离范数和所述色彩差值，对所述像素点进行色彩平滑。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述距离范数和所述色彩差值，对所述像素点进行色彩平滑，包括：根据所述距离范数和所述色彩差值，获取所述像素点的初始色彩差值；根据所述像素点的初始色彩差值及所述距离范数，对所述像素点进行色彩平滑。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述像素点的初始色彩差值及所述距离范数，对所述像素点进行色彩平滑，包括：根据所述距离范数及预设色彩平滑距离，通过公式(1)确定所述像素点的色彩平滑权重；根据所述像素点的色彩平滑权重及所述像素点的初始色彩差值，通过公式(2)计算所述像素点的色彩平滑值；根据所述像素点的色彩平滑值，对所述像素点进行色彩平滑； ω ( m ) = F max - F ( m ) F ( m ) < F max 0 F ( m ) ≥ F max - - - ( 1 ) ]]> Δ = 1 2 * C ( m ) * ω ( m ) - - - ( 2 ) ]]>其中，在公式(1)和公式(2)中，ω(m)为所述像素点的色彩平滑权重，Fmax为所述预设色彩平滑距离，F(m)为像素点m到像素点m所在相机坐标系下的图像的接合边界的距离范数，C(m)为所述像素点的初始色彩差值，Δ为所述像素点的色彩平滑值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述像素点的色彩平滑值，对所述像素点进行色彩平滑，包括：当所述像素点位于所述第一相机坐标系下的图像上时，根据所述像素点的初始色彩差值及所述像素点的色彩平滑值，通过公式(3)计算所述像素点平滑后的色彩值；当所述像素点位于所述第二相机坐标系下的图像上时，根据所述像素点的初始色彩差值及所述像素点的色彩平滑值，通过公式(4)计算所述像素点平滑后的色彩值；C(m)-Δ (3)C(m)+Δ (4)。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述三角形网格的顶点在第一相机坐标系下的图像上所对应的投影点和第二相机坐标系下的图像上所对应投影点的色彩差值，包括：根据所述三角形网格的顶点在所述第一相机坐标系下的图像上的坐标、所述顶点在第一相机坐标系下的图像上所对应投影点相邻的四个像素点的坐标及所述四个像素点的色彩值，通过公式(5)计算所述顶点在第一相机坐标系下的图像上所对应投影点的第一色彩值；采用同样的方式，计算所述顶点在所述第二相机坐标系下的图像上所对应投影点的第二色彩值；计算所述第一色彩值和所述第二色彩值之间的差值，将所述第一色彩值和所述第二色彩值之间的差值确定为所述色彩差值；C(P2,M2)＝C1*(1-a)*(1-b)+C2*a*(1-b)+C3(1-a)*b+C4*a*b (5)其中，在公式(5)中，C(P2,M2)为所述顶点在第一相机坐标系下的图像上所对应投影点的第一色彩值，P2为所述顶点，M2为所述第一相机坐标系，C1、C2、C3和C4分别为所述四个像素点的色彩值，a＝u-xi，b＝v-yi，顶点P2在第一相机坐标系下的图像上的坐标为(u，v),所述四个像素点的坐标分别为(xi，yi)、(xi+1，yi)、(xi，yi+...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐杰，
申请(专利权)人：北京恒创增材制造技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11