一种基于二维手绘图像特征自动生成三维模型的方法技术

一种基于二维手绘图像特征自动生成三维模型的方法，通过获取边缘图像、形态变换图像、填充图像从而将原图像进行多层次划分，并在上述图像的基础组合生成深度图像。获得深度图像后，依据像素点所在层数使像素点在三维空间内提升相应高度，并对三维空间中每2×2点阵进行处理获得一个四边形平面，利用对角像素点划分四边形平面为两个三角形平面，依次处理后生成初步三维模型。生成初步三维模型后还需验证所有三角形平面，依据三个像素点灰度值进行三角形平面的剔除或保留，获得最终三维模型。保持高准确率的前提下获得与二维手绘图像纹理特征一致的三维模型，而不需要精确的定位，极大地提高鲁棒性，并且降低计算资源及设备成本，适用于实时转换。

A method of automatic generation of 3D model based on 2D hand drawn image features

A method of automatic generation of three-dimensional model based on the characteristics of two-dimensional hand-painted image is proposed. The original image is divided into several levels by acquiring edge image, shape transformation image and filling image, and the depth image is generated based on the combination of the above-mentioned images. After obtaining the depth image, according to the number of layers where the pixels are, the pixels are raised in the three-dimensional space, and each 2 \u00d7 2 lattice in the three-dimensional space is processed to obtain a quadrilateral plane. The quadrilateral plane is divided into two triangle planes by the diagonal pixels, and the initial three-dimensional model is generated after processing in turn. After the initial three-dimensional model is generated, all triangle planes need to be verified. According to the gray value of three pixels, the triangle plane is removed or retained to obtain the final three-dimensional model. Under the premise of high accuracy, the 3D model which is consistent with the texture features of 2D hand-painted image can be obtained without precise positioning, which greatly improves the robustness, reduces the cost of computing resources and equipment, and is suitable for real-time conversion.

【技术实现步骤摘要】
一种基于二维手绘图像特征自动生成三维模型的方法
本专利技术涉及图像处理领域，更具体地，涉及一种基于二维手绘图像特征自动生成三维模型的方法。
技术介绍
现有技术中，基于二维图像转三维模型的方法主要有通过多方位摄像机标定的三维重建、基于深度信息的高精度建模以及基于RGB-Depth三维重建等，但上述方法在实施的过程中都需要借助硬件设备，如用于采集深度信息的激光测距仪、Kinect以及一些低消费级别的深度相机等。该类方法往往不能通过一张二维图像重建三维模型，也不能重现原图像应有的轮廓纹理特征。为此，现有技术中也设计有不需要额外图像撷取设备的二维图像转三维图像方法，但该类方法普遍采用较为复杂的处理过程，计算较为复杂，生成深度图像的过程也较为繁琐，所以，其整体转换过程的效率低、耗时多，无法应用于实际需求和大批量生产。同时，该类方法存在较多的不稳定因素，转换二维模型至三维模型的准确率较低，更不能重现原图像应有的轮廓纹理特征。
技术实现思路
本专利技术旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种基于二维手绘图像特征自动生成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于二维手绘图像特征自动生成三维模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、对手绘图像进行边缘保留滤波后提取图像边缘，获得边缘图像；/nS2、对边缘图像进行高级形态学变换，使部分未闭合边缘进行闭合，获得形态变换图像；/nS3、对形态变换图像最外侧轮廓的外部背景进行填充，获得填充图像；/nS4、组合边缘图像、形态变换图像、填充图像获得三层分布深度图像；/nS5、在三层分布深度图像的基础上，依据像素点所在层数使像素点在三维空间内提升相应高度，并对三维空间中每2×2点阵进行处理获得一个四边形平面，利用对角像素点划分四边形平面为两个三角形平面，处理所有2×2点阵后生成初步三维模型；/nS6...

【技术特征摘要】
1.一种基于二维手绘图像特征自动生成三维模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对手绘图像进行边缘保留滤波后提取图像边缘，获得边缘图像；
S2、对边缘图像进行高级形态学变换，使部分未闭合边缘进行闭合，获得形态变换图像；
S3、对形态变换图像最外侧轮廓的外部背景进行填充，获得填充图像；
S4、组合边缘图像、形态变换图像、填充图像获得三层分布深度图像；
S5、在三层分布深度图像的基础上，依据像素点所在层数使像素点在三维空间内提升相应高度，并对三维空间中每2×2点阵进行处理获得一个四边形平面，利用对角像素点划分四边形平面为两个三角形平面，处理所有2×2点阵后生成初步三维模型；
S6、对所有三角形平面进行验证，依据三角形平面对应的三个像素点灰度值进行三角形平面的剔除或保留，验证所有三角形平面后获得最终三维模型。


2.根据权利要求1所述的一种基于二维手绘图像特征自动生成三维模型的方法，其特征在于，步骤S1中采用Canny边缘检测算法提取图像边缘。


3.根据权利要求1所述的一种基于二维手绘图像特征自动生成三维模型的方法，其特征在于，高级形态学变换采用闭运算。


4.根据权利要求1所述的一种基于二维手绘图像特征自动生成三维模型的方法，其特征在于，步骤S3中采用泛洪填充算法进行外部背景的填充，由图像的左上角和右下角出发，对外部背景进行泛洪填充，将外部背景填充为白色。


5.根据权利要求4所述的一种基于二维手绘图像特征自动生成三维模型的方法，其特征在于，步骤S4具体包括：
(1)对填充图像进行反相，使最外侧轮廓的外部背景从白色转为黑色，内部各个轮廓所包含的区域由黑色转为白色；
(2)依据边缘图像和形态变换图像信息在深度图像上将边缘位置表示出来，用灰色表示；
(3)记边缘图像为edge，形态变换图像为shape，填充图像为flood，深度图像为depth，则深度图像的第i个像素点信息为：depth[i]＝255-flood[i]-int(edge[i]/2)+shape[i]，其中int为取整操作，edge[i]、sh...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，黄翰，黎一锴，刘子钊，
申请(专利权)人：佛山市玖章智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44