[發明專利]一種3D照相打印系統

在審

• 申請號: 201310144431.0
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103258346A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 彭振云;許奇明
• 申請（專利權）人: 蘇州華漫信息服務有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種3D照相打印方法，其特征在于，包括：

獲取拍攝對象的深度點云和彩色圖像；

對所獲取的深度點云進行處理，得到初始曲面；

對所獲取的彩色圖像進行處理，得到五官曲線和邊緣曲線；

以所述五官曲線和邊緣曲線為基準，對所述初始曲面進行修正，得到修正曲面；

將所獲得的彩色圖像映射到所述修正曲面，得到彩色3D模型；

將所述彩色3D模型輸出到3D打印機，得到3D打印像。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取拍攝對象的深度點云和彩色圖像，包括：

將普通彩色照相裝置和低精度平面測距裝置固定在一起；

定義空間坐標系和觀測平面；

在所述空間坐標系中對低精度平面測距裝置進行校準，獲取低精度平面測距裝置的空間姿態；

將低精度平面測距裝置圍繞拍攝對象轉動，每轉動一次，獲取一個從拍攝對象表面到觀測平面的距離圖；

在獲取每個距離圖的同時，用普通彩色照相裝置獲取一幅拍攝對象的彩色圖像；

按照低精度平面測距裝置圍繞拍攝對象轉動的角度，每90度為一個弧面，在每個弧面內獲取的距離圖和彩色圖像被分成一組，在以下說明中，如果不明確指出，所述操作都是針對拍攝對象正對觀測平面的組進行的。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所獲取的深度點云進行處理，得到初始曲面，包括：

對所獲取的距離圖進行對齊，得到高密度深度點云；

將所述組高密度深度點云擬合成一個空間曲面，保證高密度深度點云中的大部分點在所述空間曲面上，或非常接近所述空間曲面。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所獲取的彩色圖像進行處理，得到五官曲線和邊緣曲線，包括：

在所獲取的多幅彩色圖像中，選取雙耳可見的任何一幅圖像作為參考圖像；

對所述參考圖像應用人臉檢測算法，得到人臉區域；

在所述參考圖像中，將非人臉五官區域的人臉圖像部分稱為背景區域；

在所述人臉區域內，應用人臉特征檢測技術，得到五官特征點；

以所述五官特征點為關鍵點，應用曲線擬合算法，得到臉部輪廓、左眉、右眉、左眼、右眼、上嘴唇、下嘴唇共7條封閉的五官曲線；

在所述背景區域內，應用邊緣檢測算子，得到邊緣特征點；

以所述邊緣特征點為關鍵點，應用曲線擬合算法，得到若干條邊緣曲線。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述以五官曲線和邊緣曲線為基準，對所述初始曲面進行修正，得到修正曲面，包括：

對所述高密度深度點云和參考圖像，采用異質標定算法，得到五官特征點和邊緣特征點與高密度深度點云之間的異質對應關系；

根據所述異質對應關系，得到五官曲線和邊緣曲線在所述初始曲面上的對應曲面片；

對所述曲面片，應用空間邊緣增強算法，得到邊緣被增強的修正曲面片；

對所述曲面片全部進行空間邊緣增強后，得到修正曲面。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所獲得的彩色圖像映射到所述修正曲面，得到彩色3D模型，包括：

根據所述異質對應關系，建立修正曲面到參考圖像的多對一映射關系；

將修正曲面上的每個點取值為參考圖像上的映射點的顏色值，得到彩色3D模型。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將彩色3D模型輸出到3D打印機，得到3D打印像，包括：

對所述彩色3D模型數據進行處理，將其轉換成某種3D打印機可以打印的3DP文件；

將所述3DP文件輸入到所述3D打印機的控制軟件，打印出與拍攝對象外形、顏色和紋理高度相似的實物。

8.一種3D照相打印裝置，其特征在于，包括：

數據獲取單元，用于獲取深度點云和彩色圖像，并形成初始曲面；

圖像處理單元，用于對所述數據獲取單元獲取的彩色圖像進行處理，得到五官曲線和邊緣曲線；

模型修正單元，用于根據所述圖像處理單元得到的五官曲線和邊緣曲線，對初始曲面進行處理，得到修正曲面；

模型合成與輸出單元，用于建立所述模型修正單元得到的修正曲面與所述數據獲取單元獲取的彩色圖像之間的映射關系，得到彩色3D模型，并用某種3D打印機打印成實物。