图像信息的生成方法技术

本发明专利技术公开了一种通过扫描装置从被扫描的目标物上生成图像信息的方法，其中，被扫描的目标物包括一个或多个表面、一个或多个主体和／或一空间，其中扫描装置或至少部分的扫描装置或目标物本身在扫描过程中被移动，以及被扫描的目标物通过扫描装置在扫描层的区域内被扫描，且相对于最简单的扫描操作以这样一种方式配置，即扫描目标物的扫描光路以相对于扫描层任意角度定向和／或以相对于被扫描的目标物的任意位置选择扫描层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及采用扫描装置从被扫描的目标物上生成图像信息的方法， 其中，被扫描的目标物可包括一个或多个表面、 一个或多个主体和/或一空间， 其中扫描装置或者至少部分扫描装置或者目标物本身在扫描过程中被移动，并 且被扫描的目标物通过扫描装置在扫描层区域进行扫描。
技术介绍
在许多的数字处理区，必须在开始时解压縮从实体目标物上得到的图 象信息。为此，目标物是通过合适的扫描装置进行扫描并以适合于数字计算机的形式存在。例如，在三维动画中、在CAD系统中或用于测量目的时需要这种 图像信息。另一方面，通过二维信息(颜色)与三维信息(形状)的结合，可 生成二维图形，不能用肉眼将其与原始的三维图像进行区分，或者至少乍一看 是无法进行区分的。为此，通过多种方法来扫描包括一个或多个表面、 一个或多个主体和/ 或一空间的被扫描的目标物。最简单的系统是采用光敏元件，该光敏元件检测 发光体反射的光并从此生成亮度值和/或颜色值。二维图像信息可基于此通过 简单的方式得到。此外，业已知道多种用于生成二维图像信息的复杂系统。摄像系统可以仅作为一个参考。图像通过三角测量方法组合成三维信息的几种摄像机可用于生成三维 图像信息。其它的方法是使用激光束，其照射到被扫描的目标物上并由目标物 反射。通过测量激光束的行程时间，可得出的结论是关于照明点与扫描头的距 离以及由此得出的三维图像信息。此外，还使用了共焦系统，其中，光束聚焦 在被扫描的表面上。如果由于表面外形发生变化而焦点不再位于被扫描的表面 上，光束将通过自动聚焦电路再聚焦。通过这种方式也能得到三维图像信息。 而且，业已知道实践中的许多其它能得到二维或三维图像信息的方法。在几乎所有的扫描方法中，扫描装置或至少部分的扫描装置或目标物本身被移动。因此，被扫描的目标物能更好地、更精确地被扫描。这样就避免 了因不同区域中所使用的光学系统的不精确成像或因从不同的空间角扫描表 面所引起的失真。这样，扫描装置主要沿着平面、柱面、球面或其它几何形状 移动。由于其它因素所引致的失真，故所有已知的扫描方法的共同特征在于 扫描目标物的光路必须垂直于扫描层对准。首先，实现对准要求目标物的定位 和排列要相当准确。其次，扫描装置的移动平面必须很精确地调整到扫描层的 位置。然而，正是这个原因，目标物的定位和对准以及扫描装置的控制是绝对 需要的。
技术实现思路
本专利技术根本的任务是配置和改善提到的这类方法，以致于有可能用所 使用装置的同时，最简单可能的操作性以最简单方式生成可能的高精度的图像 信息。本专利技术还实现了一种情形，其中得到了最可能的图像信息。具体而言， 这将会生成适合于尽可能逼真地以二维表示描绘回收图像信息的图像信息。根据本专利技术，前述的任务是通过权利要求1的特征得到解决的。因此， 所提到的方法的特征在于，扫描目标物的光路以相对于扫描层任意角度定向和 /或相对于被扫描的目标物的任意位置选择扫描层。在本专利技术的方法中， 一开始就会认为，脱离了从实践中所知的扫描程 序，基本上可不用目标物的精确定位或相对于目标物的位置来调整扫描装置的 移动。特别应该注意的是，不需要垂直于扫描层选择扫描目标物的扫描光路(观 察到的)。有可能相对于被扫描的目标物的表面对准光束，以致于相对于扫描 层具有任意的角度(高度角和锥形角)。出于这个原因，非常简单地避免了被扫描的物体的精确定位，而且还优化了扫描结果。通过任意地选择扫描光路和 扫描层之间的角度，也有可能使扫描层处于相对于扫描装置移动的相对任意的 位置。扫描层的位置不再依赖于扫描装置的位置，以致于扫描光路必须调节到 垂直于扫描层。这还避免了这样一种情形，即必须对准扫描装置，以致于扫描 光路落在垂直于扫描层的目标物上。这样，扫描装置的移动就不受几何形状的 约束。因此，可以想到扫描过程与被扫描的目标物的定位无关。在扫描过程中， 扫描层可任意地受到影响。通过对目标物的倾斜扫描，图像信息的确会有失真。 然而，通过随后的通常是必须的图像处理过程，这些情况可被有效地消除或至5少会很大程度地减少。具体地，通过二维描述的倾斜扫描，已经可以得到较逼 真的三维印像。 具体实施例方式术语"目标物"在上下文中是指通常的几何三维结构。此处的目标物 可指一个或多个表面、 一个或多个主体和/或一空间。仅仅必需以可扫描的表 面结合目标物。这些表面可以是平的、弯曲的或以其它方式构成或配置的。本专利技术的方法可相对二维图像信息记录三维颜色目标物结合起来使 用。这种二维记录产生涉及被扫描的目标物的颜色、色彩融合和颜色对比的信 息。为此，实践中所知的更大范围内的方法都是可以利用的。数字摄像机仅仅 是作为一个例子使用。重要的是，成像的颜色、色彩融合和颜色对比尽可能地接近于原物。为此，颜色管理(如(ICC profiles)色彩特性描述文件)的使用 是必须的。然而，视应用而定，黑色/白色或半色调图像能足以作为二维图像"(曰息。在上下文中，需要指出的是本文的术语"颜色"应当作通常的理解。 具体地，黑色、白色和半色调都包含在术语"颜色"中。它们最终呈现出无颜 色饱和度的"褪化的"色彩。本专利技术的方法还可以与目标物的三维扫描结合应用。三维扫描的目的 是获取关于目标物的立体形状或高度轮廓信息。为此，实践中所知的所有的目 标物的三维记录方法原则上都是可行的。然而，视所要求的应用区域而定，单 独的方法要比其它的方法更合适。例如，三角测量方法在目标物的高度范围较 快和较简单地生成信息，但是偶尔也会不合适，这是因为它们的分辨率受限制以及需要适当且精确的摄像机定位。激光扫描的方法就没有这样的缺点，但因 为测量移动的时间，其仅能够提供限制了深度的分辨率。共焦测量系统也有它 的优势，但是，其仅仅具有受限制的测量范围，且相当慢，这取决于具体的实 施例。这种倾向性(仅作为例子且是不完整的)表明根据得到的三维图像信息 的要求，必须选择合适的扫描方法。首先，可仅相对于二维或仅相对于三维信息扫描目标物。其次，可想 象对二维和三维扫描进行组合。最后，扫描是同时进行的或至少基本上是同时 进行的。为此，扫描装置将不得不具有两个合适的扫描头，其可相对于目标物 移动。 一方面，两个扫描头可以相互独立地进行扫描，在这种情况下，扫描最 好是在目标物上不同的位点。另一方面，两个扫描头可相互紧接设置，以致于它们通过合适的测量能扫描目标物的相邻的点或区域，或者甚至是相同的点或 区域。同时或基本上是同时地生成二维或三维图象信息的另一选择是连续地进 行二维或三维扫描。在扫描二维或三维目标物中，扫描光路和扫描层之间的角度以及扫描 层的位置会受到某些限制。因此，可相对任意地选择扫描光路和扫描层之间的 角度，但总的来说，角度不能太小。角度越小，扫描层通常会越薄，以致于可 扫描的深度范围就非常受限。然而，本文中还可想象应用区域，该区域能取得 足够好的结果或者甚至用非常平的角度得到所要求的效果。 一些锥形角也比其 它的角更合适。当目标物或结构在目标物的表面上具有优选的方向时，就将会 是这样的情况，例如像木头纹理。同样地，通常要选择扫描层的位置，以致于能足够地确保图象信息的 回收。因此，经常试着把扫描层设置成与目标物的表面一致或至少是设置成与 它平行。如果目标物的表面具有构造的平面或复杂的几何结构， 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过扫描装置从被扫描的目标物上生成图象信息的方法，其中，被扫描的目标物包括一个或多个表面、一个或多个主体和／或一空间，其中，扫描装置或至少部分扫描装置或目标物本身在扫描过程中被移动，且被扫描的目标物通过扫描装置在扫描层区域被扫描，其特征在于，扫描目标物的光路以相对于扫描层任意角度定向和／或以相对于被扫描的目标物的任意位置选择扫描层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H许默勒，
申请(专利权)人：维尔特格拉菲斯克博士技术有限两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]