[發明專利]一種紋理掃描機

在審

• 申請號: 201710042279.3
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106713693A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 肖徹;周延周;鮑鴻
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H04N1/00
• 分類號: H04N1/00;H04N1/028
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 羅滿

技術領域

本發明涉及掃描技術領域，特別是涉及一種紋理掃描機。

背景技術

三維自然紋理主要指各種木材紋理、皮革紋理、甚至是人工的油畫紋理等。立體印刷即是將這些三維自然紋理高保真的印刷在壁紙、墻紙、家具貼紙、瓷磚和紡織服裝制品上。作為平面印刷的升級產業，立體印刷的市場需求大，生產利潤高，是現代化的高精尖產業。由于立體印刷對于細節要求更加豐富，因此對于三維自然紋理的數據輸入要求很高，所以在進行數據測量時，提高x、y方向的點陣分辨率和z方向的測量精度十分重要。

目前基于激光三角法的線結構激光測量是三維(Three Dimensions，3D)測量領域中較為常用的一種技術，通過投射一束線結構激光到樣品平面，該束線結構激光形成的光平面與樣品相交成一光條，利用攝像機拍攝光條圖像，提取光條圖像的像素坐標，按照一定的算法，反求對應光條中光條點在空間坐標系下的坐標，即可得到被測樣品的高度數據。對被測樣品進行掃描時，除了獲取被測樣品的高度數據外，被測樣品的圖案顏色，也是進行立體印刷的重要因素。但是想要獲取被測樣品的彩色圖像，必須重新設置攝像機的采集模式，并重新進行整個掃描過程，從而獲得彩色圖像。傳統方式中，要獲取被測樣品的高度圖像和彩色圖像需要進行兩次掃描流程，影響了測量的速度和效率。

可見，如何能夠高效的獲取被測樣品的高度圖像和彩色圖像，從而提高測量效率，是本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種紋理掃描機，能夠高效的獲取被測樣品的高度圖像和彩色圖像，提高了測量的效率，并且可以對高度圖像和彩色圖像進行相關處理，實現高度圖像和彩色圖像的匹配。

為解決上述技術問題，本發明提供一種紋理掃描機，包括：光譜共焦位移傳感器探頭1，光譜共焦位移傳感器2，彩色線陣相機3和計算機4：

所述光譜共焦位移傳感器探頭1用于掃描被測樣品，采集所述被測樣品的高度數據和反射光強數據；

所述光譜共焦位移傳感器2與所述光譜共焦位移傳感器探頭1連接，所述光譜共焦位移傳感器2用于獲取所述被測樣品的高度圖像和反射光強圖像；

所述彩色線陣相機3用于掃描被測樣品，獲取所述被測樣品的彩色圖像；

所述計算機4分別與所述光譜共焦位移傳感器2和所述彩色線陣相機3連接，用于獲取所述高度圖像、所述反射光強圖像和所述彩色圖像，并利用所述反射光強圖像與所述彩色圖像的灰度信息進行相關性計算，實現所述高度圖像與所述彩色圖像的匹配。

可選的，所述光譜共焦位移傳感器探頭1垂直于所述被測樣品，調整所述光譜共焦位移傳感器探頭1與所述被測樣品的距離，使所述光譜共焦位移傳感器探頭1在所述被測樣品平面聚焦形成的光斑滿足第一預設條件。

可選的，調整所述彩色線陣相機3與所述被測樣品的距離，使所述彩色線陣相機3在所述被測樣品平面聚焦形成的光線滿足第二預設條件。

可選的，所述計算機4包括歸一化預處理模塊、轉換模塊、下采樣處理模塊、獲取模塊和匹配模塊：

所述歸一化預處理模塊，用于對所述反射光強圖像進行歸一化預處理，并將所述歸一化預處理后的反射光強圖像轉換為第一灰度圖；

所述轉換模塊，用于將所述彩色圖像轉換為第二灰度圖；

所述下采樣處理模塊，用于依據所述第二灰度圖的分辨率，對所述第一灰度圖進行下采樣處理。

所述獲取模塊，用于獲取所述第一灰度圖的目標模板，所述目標模板為所述第一灰度圖中灰度值最大點所形成的區域；

所述匹配模塊，用于計算所述目標模板與所述第二灰度圖的相關性，找到所述目標模板在所述第二灰度圖中的匹配位置。

可選的，所述歸一化預處理模塊具體用于利用灰度圖轉換公式：

將所述歸一化預處理后的反射光強圖像轉換為第一灰度圖，其中，x為反射光強度值，x_min為像素最小反射光強值，x_max為像素最大反射光強值，y為像素灰度值。

可選的，所述轉換模塊具體用于利用灰度圖轉換公式：

Grayvalue＝(R*299+G*587+B*114+500)/1000

將所述彩色圖像轉換為第二灰度圖，其中，Grayvalue表示所述第二灰度圖的灰度值，R、G、B分別為紅、綠、藍三個顏色的數值。

可選的，所述匹配模塊具體用于利用相關性計算公式：