[發明專利]一種光度立體三維重建方法及分光式光度立體相機

有效

• 申請號: 201710192400.0
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106773509B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 晁志超;周劍;龍學軍
• 申請（專利權）人: 成都通甲優博科技有限責任公司
• 主分類號: G03B35/08
• 分類號: G03B35/08;G03B15/05;G06T7/593;G06T17/00
• 代理公司: 成都市集智匯華知識產權代理事務所(普通合伙) 51237
• 代理人: 李華;溫黎娟

本申請公開了一種光度立體三維重建方法及分光式光度立體相機，該方法包括：將三個紅外光源各自產生的紅外光同時投射至目標物體；通過一個鏡頭，采集由目標物體反射回來的光線，得到源光路；將分別與上述三個紅外光源相關的光信號從源光路中提取出來，得到三路光信號；分別將上述三路光信號轉換成相應的紅外圖像數據，得到三組紅外圖像數據；利用上述三組紅外圖像數據，對目標物體展開三維重建操作，得到目標物體的三維重建數據。本申請可提升后續的三維重建精度，并且本申請中鏡頭數量僅為一個，可以避免多鏡頭同步調整所帶來的難度，便于用戶實際的應用操作。

技術領域

本發明涉及計算機視覺技術領域，特別涉及一種光度立體三維重建方法及分光式光度立體相機。

背景技術

目前，越來越多的領域需要對空間目標進行三維重建，以獲取空間目標的三維立體模型信息，現有三維重建技術已經廣泛地應用于3D打印、逆向工程、文物保護、醫學整形、三維人臉識別、虛擬穿戴、娛樂等眾多領域，極大地方便了人們的日常工作和生活。

現有的光度立體三維重建技術中，人們通常采用如下方式來對目標物體進行三維重建：先在某一時刻開啟第一光源，以便采集與第一光源對應的目標物體圖像，然后在另一時刻開啟第二光源，以便采集與第二光源對應的目標物體圖像，接著在下一時刻開啟第三光源，以便采集與第三光源對應的目標物體圖像，最后利用上述三個時刻下采集到的三張目標物體圖像，完成對目標物體的三維重建。

然而，在上述三維重建過程中，由于不同的時刻下所采集到的目標物體圖像并非是同一個物體狀態下的圖像，從而降低了后續的三維重建精度。

綜上所述可以看出，如何提升三維重建精度是目前亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種光度立體三維重建方法及分光式光度立體相機，能夠提升三維重建精度。其具體方案如下：

一種光度立體三維重建方法，包括：

將第一紅外光源、第二紅外光源和第三紅外光源各自產生的紅外光同時投射至目標物體；其中，所述第一紅外光源、所述第二紅外光源和所述第三紅外光源的波長均互不相同；

通過一個鏡頭，采集由所述目標物體反射回來的光線，得到源光路；

將分別與所述第一紅外光源、所述第二紅外光源和所述第三紅外光源相關的光信號從所述源光路中提取出來，得到第一路光信號、第二路光信號和第三路光信號；

分別將所述第一路光信號、所述第二路光信號以及所述第三路光信號轉換成相應的紅外圖像數據，得到第一紅外圖像數據、第二紅外圖像數據和第三紅外圖像數據；

利用所述第一紅外圖像數據、第二紅外圖像數據和第三紅外圖像數據，對所述目標物體展開光度立體三維重建操作，得到所述目標物體的三維重建數據。

可選的，所述將分別與所述第一紅外光源、所述第二紅外光源和所述第三紅外光源相關的光信號從所述源光路中提取出來的過程，包括：

利用分光鏡，對所述源光路進行分光處理，分別得到第一光路、第二光路和第三光路；

利用第一窄帶濾光片，將與所述第一紅外光源相關的光信號從所述第一光路中提取出來，得到所述第一路光信號；

利用第二窄帶濾光片，將與所述第二紅外光源相關的光信號從所述第二光路中提取出來，得到所述第二路光信號；

利用第三窄帶濾光片，將與所述第三紅外光源相關的光信號從所述第三光路中提取出來，得到所述第三路光信號；

其中，所述第一窄帶濾光片為只允許波長與所述第一紅外光源的波長相一致的光信號通過的濾光片，所述第二窄帶濾光片為只允許波長與所述第二紅外光源的波長相一致的光信號通過的濾光片，所述第三窄帶濾光片為只允許波長與所述第三紅外光源的波長相一致的光信號通過的濾光片。