[發明專利]物體表面高度重建方法及系統、光學字符提取方法及系統

在審

• 申請號: 201210585906.5
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103903300A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 丁洪萍;王力;張鵬
• 申請（專利權）人: 博世汽車部件(蘇州)有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T7/00;G06K9/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐小會;王忠忠

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，尤其涉及三維重建方法及其系統、光學字符提取方法及其系統。

背景技術

在光學字符提取應用(諸如OCR、DMC應用)中，通常需要清晰的包含待提取的字符的圖片。以OCR應用為例，通常使用低角度光源來照亮字符邊緣同時保持背景為暗。然而，在許多情況下，低角度光源不能夠起作用。圖1a-1b示出了現有技術中待照射的物體的兩個示例。在圖1a中，字符區域比周圍區域低，使得低角度光源不能直接照亮字符區域。在圖1b中，由于該物體表面由合成材料制成，在使用低角度光源的情況下，不能夠照亮字符區域而保持背景為暗。在圖1a-1b所示的情況下，利用低角度光源不能夠獲得清晰的包含待提取字符的圖片。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種物體表面高度重建方法及其系統、光學字符提取方法及其系統。

一方面，提供一種物體表面高度重建方法。該方法包括以下步驟：

將n個光源等間隔布置于在照射區域上方的同一圓上，n≥3；

將圖像捕獲裝置布置在圓心的上方；

將照射區域劃分為被n個光源照亮的區域，...被2個光源照亮的區域；

依次點亮光源并僅在最后被點亮的一個光源被點亮的情況下利用圖像捕獲裝置捕獲位于照射區域中的物體的圖像；

根據所捕獲的圖像和所劃分的區域來生成三維高度圖像

優選地，在本發的物體表面高度重建方法中，生成三維高度圖像的步驟包括：

根據所捕獲的圖像的像素的亮度、像素所處的區域以及該區域與光源的相關性生成亮度矩陣I；

根據像素所處的區域與光源的相關性確定所使用的光源并根據所使用的光源的位置來確定光源方向矩陣L；

確定物體表面反射率ρ，其中ρ＝|(L^TL^-1)^-1(L^T·I)|；

確定物體表面法向量N，

確定物體表面梯度p(x，y)，q(x，y)，其中

求解泊松方程以得到Z從而生成三維高度圖像，其中Z表示物體表面高度；

優選地，在本發的物體表面高度重建方法中，求解泊松方程的步驟包括：

在自由邊界條件下，對物體表面梯度進行離散傅立葉變換以得到其離散傅立葉變換形式

確定Z的離散傅立葉變換形式其中F~m,n=P^m,nΔ22(cos2πmM+cos2πnN-2);]]>

對進行高通濾波；

對高通濾波后的信號進行逆離散傅立葉變換從而得到Z。

優選地，在本發的物體表面高度重建方法中，求解泊松方程的步驟包括：

在Neumann邊界條件下，對物體表面梯度進行離散余弦變換以得到其離散余弦變換形式