[发明专利]基于色调映射和图像平滑的三维物体模型纹理映射算法

权利要求书

1.一种基于色调映射和图像平滑的三维物体模型纹理映射算法，特征是该算

法的具体步骤如下：

A：利用摄像头获取实际物体的三维模型以及对应该物体的一系列二维彩色图像，并建立三维模型网格和二维图像像素点之间的对应关系，即纹理映射关系；

B：对于两个相邻的二维彩色图像，首先在这两张彩色图像在相邻边界上各自选取M个代表性子区域，然后将这些来自两个图像的子区域按照位置相近关系两两配对形成M个区域对；对于每个区域对，用色调映射的方法计算出一个色调映射函数；这样，相邻彩色图像之间产生M个色调映射函数；

C：在步骤B得到的M个色调映射函数中选取一个最优的色调映射函数，利用该最优色调映射函数进行色调映射；

D：如果在步骤A中，两张不同彩色图像都有像素点对应到三维模型中的同一个三维网格，则利用图像平滑的方法对相邻彩色图像交界的区域进行色调平滑，从而得到三维网格对应最优的颜色；

E：根据步骤A，C，D中得到的三维网格和像素颜色对应关系，将像素颜色映射到三维网格上，从而生成最终的彩色的三维目标模型。

2.根据权利要求1所述的基于色调映射和图像平滑的三维物体模型纹理映射算法，特征是在步骤A中， 所述的纹理映射关系，将通过以下过程得到：

首先，利用KinectFusion方法得到每一个二维彩色图像在拍摄时所对应的摄像头在世界坐标系中的位置；

其次，利用世界坐标系关系，将三维模型网格依据几何关系映射到每一个二维彩色图像成像所在的平面，就可以得到三维模型上每一个三角网格和二维图像像素点之间的对应关系。

3.根据权利要求1所述的基于色调映射和图像平滑的三维物体模型纹理映射算法，特征是在步骤B中，所述的选取M个代表性子区域，可以通过沿着两张图像的交界边界等间距地选取区域得到。

4.根据权利要求1所述的基于色调映射和图像平滑的三维物体模型纹理映射算法，特征是在步骤B中，所述的按照位置相近关系两两配对形成M个子区域对，通过下面方式得到：即对于图像L的每个子区域，寻找图像K中离它最近的子区域作为其对应的子区域；以此类推，可得到相邻图像L和K之间的M个子区域对。

5.根据权利要求1所述的基于色调映射和图像平滑的三维物体模型纹理映射算法，特征是在步骤B中，所述的色调映射函数可由求解下式得到：

其中，R_Lm和R_Km(m=1,2,...M)分别代表图像L和K中的第m个子区域，他们构成了一个子区域对；F_m,(RLm,RKm)是针对第m个子区域对(R_Lm,R_Km)得到的色调映射函数；通过上式，色调映射函数F_m,(RLm,RKm)可以对子区域R_Km进行色调映射，使得色调映射以后的子区域R_Km可以有和对应子区域R_Lm非常接近的色彩。

6.根据权利要求5所述的基于色调映射和图像平滑的三维物体模型纹理映射算法，特征是色调映射函数求解方法，对于RGB三个彩色通道，分别采用下面的方式求解得到各自的色调映射函数：

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