一种反射变换智能成像系统技术方案

本发明专利技术公开了一种反射变换智能成像系统，属于计算机视觉技术领域，该成像系统包括穹顶照明灯及其电动升降支架、相机及其粗微调升降支架、底座、控制机箱、电脑、控制程序和处理软件，通过所述粗微调升降支柱上的安装槽连接相机，相机可以沿粗微调升降支柱上、下移动；底座上设置有滑台支架，通过支架的固定槽安装有升降滑台，通过升降滑台一侧连接穹顶罩，穹顶罩顶部留有拍摄孔，穹顶罩内侧表面均匀布置有几十盏照明灯。本发明专利技术设计完成了一套能够自动拍摄和处理系列图像的反射变换成像智能系统，可以实现一键完成反射变换成像的全过程，系统中还包括自动矫正反射变换成像技术固有误差的程序。

【技术实现步骤摘要】
一种反射变换智能成像系统
本专利技术属于计算机视觉
，尤其涉及一种反射变换智能成像系统。
技术介绍
反射变换成像(ReflectanceTransformationImaging，缩写RTI)技术是一种计算机视觉技术，它基于数字摄影和表面反射成像模型，记录和处理被摄物体的颜色信息和表面纹理信息。该技术由惠普公司实验室的两位科学家汤姆·马尔兹本德(TomMalzbender)和丹·盖尔布(DanGelb)专利技术。利用RTI技术可以获取物体表面的法线、形状和颜色数据，从而揭示丰富的物体表面纹理信息，操作者可以通过软件实现人机交互再现任意角度入射光线在物体表面的成像效果，而这些信息往往通过传统摄影方法难以发现。反射变换成像技术在国内很少使用，未见国内有相似软件和硬件系统的报道。国外已有能够实现自动控制光源和照片捕获的商品，被称为“穹顶光源”(Dome)。它们只是用于反射变换技术所需系列照片的自动拍摄，只能在拍摄阶段提高效率，所获得的系列照片需要人工输入处理软件，拍摄和后期处理分开进行，非智能化，且耗时较长。作为穹顶光源，它们也存在一些缺陷：1、穹顶不能根据被摄物的高度调节，或者可调节但调节不方便，需要手动实现；2、需要另行控制和调节相机拍摄参数，自动化程度低。3、有文献表明，国外个别研究机构也在研发反射变换自动成像系统，但未见固有法线误差矫正的报道。运用反射变换成像技术需要在相机和被摄物之间的半球面上不同位置布光，从不同角度照射被摄物，拍摄获得系列照片之后，运用软件计算和处理被摄物表面的颜色、反射率和法线数据，从而实现多种模式的影像重现。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术设计完成了一套能够自动拍摄和处理系列图像的反射变换智能成像系统，可以实现一键完成反射变换成像的全过程，系统中还包括自动矫正反射变换成像技术固有误差的程序。本专利技术通过以下技术手段解决上述问题：一种反射变换成像智能系统，包括穹顶照明灯及其电动升降支架、相机及其粗微调升降支柱、底座、控制机箱、电脑、控制程序和处理软件，通过所述粗微调升降支柱上的安装槽连接相机，所述相机可以沿所述粗微调升降支柱上、下移动；所述底座上设置有支架，通过支架的固定槽安装有升降滑台，通过升降滑台一侧连接穹顶罩，所述穹顶罩顶部留有拍摄孔，所述穹顶罩内侧表面均匀布置有几十盏照明灯，所述穹顶照明灯和所述升降滑台均与所述控制机箱连接，所述穹顶照明灯及其电动升降支架、相机及其粗微调升降支架和所述控制机箱均由所述控制程序和处理软件控制。进一步的，所述穹顶罩为多层环形叠合结构，所述穹顶罩由两侧的穹顶连接杆安装在所述升降滑台的侧面。进一步的，所述底座的一侧还设置有数控接口，所述数控接口连接控制机箱，所述控制机箱内部设置有步进电机驱动器、照明灯驱动电路、电源适配器，所述步进电机驱动器连接所述步进电机与电源之间，所述照明灯驱动电路连接在照明灯组与电源之间。进一步的，所述升降滑台选用SigmaKOKISGSP系列电动滑台，所述粗微调升降支柱选用徕卡粗微调聚焦立柱。进一步的，所述电脑的控制软件包括控制穹顶罩的升降和复位功能、相机控制面板、光源控制面板和RTI控制面板。进一步的，所述电脑采用固有法线误差的自动矫正的方法，通过对每个像素上的辐照方向矫正实现固有法线误差的最小化。本专利技术的一种反射变换成像智能系统具有以下有益效果：本专利技术设计完成了一套能够自动拍摄和处理系列图像的反射变换成像智能系统，可以实现一键完成反射变换成像的全过程，系统中还包括自动矫正反射变换成像技术固有误差的程序。本专利技术提供的一种反射变换成像智能系统具有如下技术特点：1、穹顶光源的外形为多层环形叠合设计，节省整体加工半球的原材料和工序；2、自动获得反射变换影像的方法(包括软、硬件)；3、固有法线误差的自动矫正的方法和软件程序。固有法线误差是指反射变换成像技术本身所造成的法线计算误差，因为每张照片只有一个辐照方向，这个辐照方向用于计算照片中每个像素的法向量，但是照片有一定的面积，不同位置的像素的实际辐照方向偏离了这个共享的辐照方向，因此造成的法线误差，光距越近，这个误差越大。在有限的光距范围内，利用软件进行误差矫正是最小化误差的最佳方法，本专利技术通过对每个像素上的辐照方向矫正实现固有法线误差的最小化。因此，本专利技术具有如下优点及功效：1、本设计大大提高运用反射变换成像技术的工作效率；2、自动化程度高，使用简便，易于推广，使用人员不需具备计算机视觉、数字图像处理等专业知识；3、固有法线误差的自动矫正程序，使获得的反射变换影像的法线数据误差最小化，提高法线数据的准确性；4、可以灵活控制光源系统，选择任意一个灯或多个灯，实现多种不同的光位和光效；5、穹顶多层环形叠合的设计，节省了直接整体加工半球的原材料和工序。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一种反射变换智能成像系统的结构示意图；图2是本专利技术一种反射变换智能成像系统的主视图；图3是本专利技术一种反射变换智能成像系统的侧视图；图4是本专利技术一种反射变换智能成像系统的仰俯视图；图5是本专利技术一种反射变换智能成像系统的俯视图；图6是本专利技术一种反射变换成像智能系统的流程图图7是本专利技术一种反射变换成像智能系统主体的电脑操控系统界面。其中，1-滑台架，2-穹顶灯罩，3-升降滑台，4-相机，5-底座，6-微调旋钮，7-粗调旋钮，8-支架，9-数控接口，10-相机连接杆，11-穹顶连接杆，12-LED灯。具体实施方式在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。以下将结合附图对本专利技术进行详细说明。如图1、2、3、4所示，一种反射变换成像智能系统，包括底座5以及设置在所述底座5之上的支架8，所述支架8上设置有滑轨和安装槽，通过支架8上的滑轨和安装槽连接有可以沿支架8上、下移动的粗微调升降支架(6、7)，所述粗微调升降支架(6、7)的一端固定有相机4；所述底座5上设置有电动升降支架1，所述电动升降支架1的一侧设置有升、降齿轨和固定槽，通过电动升降支架1的固定槽安装有升降滑台3，所述升降滑台3内部步进电机的转轴上设置有与升、降齿轨配合工作的齿轮，所述升降滑台3靠近支架8的一侧还连接设置有穹顶罩2，所述穹顶罩2顶部留有拍摄孔，所述穹顶罩2内侧表面均匀布置有照明灯12，照明灯12布局如图4所示。具体的如图5所示，所述穹顶罩2为多层环形叠合结构，所述穹顶罩2由两侧的穹顶连接杆11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反射变换成像智能系统，包括穹顶照明灯及其电动升降支架、相机及其粗微调升降支柱、底座、控制机箱、电脑、控制程序和处理软件，通过所述粗微调升降支柱上的安装槽连接相机，所述相机可以沿所述粗微调升降支柱上、下移动；所述底座上设置有支架，通过支架的固定槽安装有升降滑台，通过升降滑台一侧连接穹顶罩，所述穹顶罩顶部留有拍摄孔，所述穹顶罩内侧表面均匀布置有几十盏照明灯，所述穹顶照明灯和所述升降滑台均与所述控制机箱连接，所述穹顶照明灯及其电动升降支架、相机及其粗微调升降支架和所述控制机箱均由所述控制程序和处理软件控制。

【技术特征摘要】
1.一种反射变换成像智能系统，包括穹顶照明灯及其电动升降支架、相机及其粗微调升降支柱、底座、控制机箱、电脑、控制程序和处理软件，通过所述粗微调升降支柱上的安装槽连接相机，所述相机可以沿所述粗微调升降支柱上、下移动；所述底座上设置有支架，通过支架的固定槽安装有升降滑台，通过升降滑台一侧连接穹顶罩，所述穹顶罩顶部留有拍摄孔，所述穹顶罩内侧表面均匀布置有几十盏照明灯，所述穹顶照明灯和所述升降滑台均与所述控制机箱连接，所述穹顶照明灯及其电动升降支架、相机及其粗微调升降支架和所述控制机箱均由所述控制程序和处理软件控制。2.根据权利要求1所述的反射变换成像智能系统，其特征在于，所述穹顶罩为多层环形叠合结构，所述穹顶罩由两侧的穹顶连接杆安装在所述升降滑台的侧面。3.根据权利要求1所述的反射变换成像智能...

【专利技术属性】
技术研发人员：张力超，李春林，
申请(专利权)人：南京易纹兴智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32