【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像处理，具体涉及一种基于平面层高图的三维重建方法。该方法包括：读入带有平面层高图与颜色条的检测图像；获取微观结构的平面层高图数据，并生成比例系数；根根据平面层高图的颜色条信息获取图像灰度与微观结构实际高度的映射关系；根据平面层高图的像素信息与比例系数建立初始三维空间，生成微观结构上表面点云；根据三维空间点云生成底面和侧边的点云数据，最后生成微观结构的三维模型。这样，将微观结构的二维的平面层高图转成三维模型，研究者即可对三维模型进行三维观察或导入数值模拟软件进行分析研究，极大提高了研究者的工作效率。
技术介绍
1、原子力显微镜是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质，可获得作用力分布信息，从而以纳米级分辨率获得表面形貌结构信息及表面粗糙度信息。科学研究中经常用原子力显微镜表征所加工的微纳器件的微观结构，原子力显微镜检测图像为带有高度信息的层高图，在仅有图像的时候无法进行三维重建。
2、三维重建是指对三维物体建立适合计算机表示和处理的数学模型,是在计算机环境下对其进行处理、操作和分析其性质的基础,也是在计算机中建立表达客观世界的虚拟现实的关键技术。在实际的应用中，研究者常常使用微纳器件的微观结构三维模型进行模拟仿真进行研究探索。
技术实现思路
1、针对现有的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于平面层高图的三维重建方法，使得研究者在仅有原
2、1.获取微观结构的平面层高图数据，并生成比例系数：
3、截取平面层高图中层高图获取其横坐标信息，计算实际长度与两横向相邻像素间隔的向比例系数：
4、
5、为层高图的行像素数与列像素数，、为层高图横坐标的最大值与最小值（值以微米为单位）；
6、既两横向像素点，反映的实际间距为:
7、
8、同理，截取平面层高图中层高图获取其纵坐标信息，计算实际长度与两纵向相邻像素间隔的向比例系数：
9、
10、为层高图的列像素数，、为层高图纵坐标的最大值与最小值（值以微米为单位）；
11、既两横向像素点，反映的实际间距为:
12、
13、2.根据平面层高图的颜色条信息获取图像灰度与微观结构实际高度的映射关系：
14、获取微观结构的平面层高图数据，提取每个像素点的数据；
15、根据微观结构的平面层高图数据，提取微观结构的层高图与颜色条图并将二者取灰度图，计算实际高度映射到灰度值的向比例系数和偏移量:
16、
17、
18、灰度为的像素点反映的向位置为：
19、
20、其中，、分别为颜色条灰度图中的最大灰度值与最小灰度值，、为颜色条所反应的实际高度的最大值与最小值（值以微米为单位）。
21、3.根据平面层高图的像素信息与比例系数建立初始三维空间，生成微观结构上表面点云：
22、将平面层高图中层高图的某灰度为像素 p，映射到三维空间中的点, 的坐标为，映射关系如下：
23、
24、
25、
26、其中，，，分别为向比例系数，为偏移量；
27、所有在三维空间m中的映射结果既构成微观结构的上表面三维点云。
28、4.根据三维空间点云生成底面和侧边的点云数据，最后生成微观结构的三维模型：
29、三维空间点云生成底面，三维模型的底面坐标由决定。其中，为三维空间中的点的最小值；
30、在三维空间生成点集：
31、
32、在三维空间生成点集：
33、
34、三维点云模型的点集：
35、
36、将点集、与三维空间中的点取并集既得到了一个微观结构的三维点云，根据点云生成三维模型。
37、与现有技术相比，本专利技术的技术效果包括：
38、本专利技术提出一种基于平面层高图的三维重建方法，仅利用平面层高图或其他带有颜色条与层高图的检测图片时能够进行三维重建。
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1.一种利用平面层高图的三维重建方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，获取微观结构的平面层高图数据，并生成比例系数，包括：
3.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，根据平面层高图的颜色条信息获取图像灰度与微观结构实际高度的映射关系，包括：
4.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，根据平面层高图的像素信息与比例系数建立初始三维空间，生成微观结构的上表面三维点云，包括：
5.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，根据三维空间点云生成底面和侧边的点云数据，最后生成微观结构的三维模型，包括：
【技术特征摘要】
1.一种利用平面层高图的三维重建方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，获取微观结构的平面层高图数据，并生成比例系数，包括：
3.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，根据平面层高图的颜色条信息获取图像灰度与微观结构实际高度的映射关系...
【专利技术属性】
技术研发人员：匡登峰，赵晓乐，高兴亮，周世宏，徐融，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：
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