[发明专利]全方位偏振三维重建方法在审

专利信息
申请号: 201810787882.9 申请日: 2018-07-18
公开(公告)号: CN109285213A 公开(公告)日: 2019-01-29
发明(设计)人: 邵晓鹏;韩平丽;李轩;刘飞;黄盛志;董磊;李鑫;程坤 申请(专利权)人: 西安电子科技大学
主分类号: G06T17/00 分类号: G06T17/00;G06T15/50
代理公司: 西安嘉思特知识产权代理事务所(普通合伙) 61230 代理人: 孙涛涛
地址: 710071*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 法线 三维形状 偏振 校正 第二表面 第一表面 三维重建 光强度计算 偏振图像 重建 反射镜系统 偏振信息 三维成像 三维图像 相机 图像 融合
【说明书】:

发明涉及一种全方位偏振三维重建方法,包括:获取重建物体第一侧的目标偏振图像和光强度;获取重建物体与第一侧相反的第二侧的目标偏振图像和光强度;根据第一侧的目标偏振和光强度计算第一表面法线,并对第一表面法线进行校正;根据第二侧的目标偏振和光强度计算第二表面法线,并对第二表面法线进行校正;利用校正后的第一表面法线和校正后的第二表面法线分别获得第一侧三维形状和第二侧三维形状;对所述第一侧三维形状和所述第二侧三维形状进行融合,得到重建物体的目标三维图像。本发明通过使用相机和反射镜系统,利用图像偏振信息进行三维重建,实现了更快、精度更高的三维成像。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域,具体涉及一种全方位偏振三维重建方法。

背景技术

三维重建是指对要成像的三维对象建立适合计算机表示和处理的三维数学模型。通过三维重建技术,物体的表面轮廓、细节、深度等数据可以被精确表示。随着这项技术的需求越来越广泛,以及在文物保护、医学、虚拟显示以及人体工学设计等领域的应用前景,人们对于物体表面三维成像的需求已经不仅仅是对物体某一方向上的表面数据进行三维重建,在更多的应用场景中需要对物体进行全方位的三维重建。

目前,能够进行全方位三维重建的常见方法有基于三维激光扫描的三维重建方法、基于结构光扫描的三维重建方法等。基于三维激光扫描的三维重建方法通过接受线状激光器投射出的线状激光,照射到障碍物上反射回来的光信号,实现物体表面的三维重建。该方法的成像系统对以往昂贵的激光成像设备有一定的改进,重建结果的细节数据较为丰富,在三维重建技术领域有一定的应用。

但是,现有的三维重建方法需要对物体进行旋转或者要求成像系统围绕物体进行旋转,导致系统结构复杂,运算时间长,作用距离短,或者重建结果细节数据丢失严重等原因,极大限制了三维重建的应用范围。此外,在对目标进行数据采集的过程中,需要依靠硬件设备和电路控制,对目标每一度采集一组数据,所以在采集数据过程中时间比较长,另外由于硬件设备的误差还有可能造成精度的下降。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明提供了一种全方位偏振三维重建方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现:

本发明提供了一种全方位偏振三维重建方法,包括:

S1:获取重建物体第一侧的目标偏振图像和第一侧的光强度;

S2:获取重建物体与第一侧相反的第二侧的目标偏振图像和第二侧的光强度;

S3:根据第一侧的目标偏振和第一侧的光强度计算第一表面法线,并对所述第一表面法线进行校正;

S4:根据第二侧的目标偏振和第二侧的光强度计算第二表面法线,并对所述第二表面法线进行校正;

S5:利用校正后的第一表面法线和校正后的第二表面法线分别获得第一侧三维形状和第二侧三维形状;

S6:对所述第一侧三维形状和所述第二侧三维形状进行融合,得到重建物体的目标三维图像。

在本发明的一个实施例中,所述S1包括:

S11:在光源照射下,采集重建物体第一侧的图像数据,获得第一场景偏振图像I1’;

S12:将偏振片顺序旋转三次,每次旋转45°,每次旋转后采集所述第一侧的图像数据,分别获得第二场景偏振图像I2’、第三场景偏振I3’和第四场景偏振图像I4’;

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