[發明專利]一種反射變換智能成像系統

有效

• 申請號: 201710292681.7
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN108810327B
• 公開（公告）日: 2023-10-17
• 發明（設計）人: 張力超;李春林
• 申請（專利權）人: 南京易紋興智能科技有限公司
• 主分類號: H04N23/50
• 分類號: H04N23/50;H04N23/56;H04N23/95;G03B15/03
• 代理公司: 南京華鑫君輝專利代理有限公司 32544
• 代理人: 張帥

本發明公開了一種反射變換智能成像系統，屬于計算機視覺技術領域，該成像系統包括穹頂照明燈及其電動升降支架、相機及其粗微調升降支架、底座、控制機箱、電腦、控制程序和處理軟件，通過所述粗微調升降支柱上的安裝槽連接相機，相機可以沿粗微調升降支柱上、下移動；底座上設置有滑臺支架，通過支架的固定槽安裝有升降滑臺，通過升降滑臺一側連接穹頂罩，穹頂罩頂部留有拍攝孔，穹頂罩內側表面均勻布置有幾十盞照明燈。本發明設計完成了一套能夠自動拍攝和處理系列圖像的反射變換成像智能系統，可以實現一鍵完成反射變換成像的全過程，系統中還包括自動矯正反射變換成像技術固有誤差的程序。

技術領域

本發明屬于計算機視覺技術領域，尤其涉及一種反射變換智能成像系統。

背景技術

反射變換成像(Reflectance Transformation Imaging，縮寫RTI)技術是一種計算機視覺技術，它基于數字攝影和表面反射成像模型，記錄和處理被攝物體的顏色信息和表面紋理信息。該技術由惠普公司實驗室的兩位科學家湯姆·馬爾茲本德(TomMalzbender)和丹·蓋爾布(Dan Gelb)發明。利用RTI技術可以獲取物體表面的法線、形狀和顏色數據，從而揭示豐富的物體表面紋理信息，操作者可以通過軟件實現人機交互再現任意角度入射光線在物體表面的成像效果，而這些信息往往通過傳統攝影方法難以發現。

反射變換成像技術在國內很少使用，未見國內有相似軟件和硬件系統的報道。國外已有能夠實現自動控制光源和照片捕獲的商品，被稱為“穹頂光源”(Dome)。它們只是用于反射變換技術所需系列照片的自動拍攝，只能在拍攝階段提高效率，所獲得的系列照片需要人工輸入處理軟件，拍攝和后期處理分開進行，非智能化，且耗時較長。作為穹頂光源，它們也存在一些缺陷：1、穹頂不能根據被攝物的高度調節，或者可調節但調節不方便，需要手動實現；2、需要另行控制和調節相機拍攝參數，自動化程度低。3、有文獻表明，國外個別研究機構也在研發反射變換自動成像系統，但未見固有法線誤差矯正的報道。運用反射變換成像技術需要在相機和被攝物之間的半球面上不同位置布光，從不同角度照射被攝物，拍攝獲得系列照片之后，運用軟件計算和處理被攝物表面的顏色、反射率和法線數據，從而實現多種模式的影像重現。

發明內容

有鑒于此，本發明設計完成了一套能夠自動拍攝和處理系列圖像的反射變換智能成像系統，可以實現一鍵完成反射變換成像的全過程，系統中還包括自動矯正反射變換成像技術固有誤差的程序。

本發明通過以下技術手段解決上述問題：

一種反射變換成像智能系統，包括穹頂照明燈及其電動升降支架、相機及其粗微調升降支柱、底座、控制機箱、電腦、控制程序和處理軟件，通過所述粗微調升降支柱上的安裝槽連接相機，所述相機可以沿所述粗微調升降支柱上、下移動；所述底座上設置有支架，通過支架的固定槽安裝有升降滑臺，通過升降滑臺一側連接穹頂罩，所述穹頂罩頂部留有拍攝孔，所述穹頂罩內側表面均勻布置有幾十盞照明燈，所述穹頂照明燈和所述升降滑臺均與所述控制機箱連接，所述穹頂照明燈及其電動升降支架、相機及其粗微調升降支架和所述控制機箱均由所述控制程序和處理軟件控制。

進一步的，所述穹頂罩為多層環形疊合結構，所述穹頂罩由兩側的穹頂連接桿安裝在所述升降滑臺的側面。

進一步的，所述底座的一側還設置有數控接口，所述數控接口連接控制機箱，所述控制機箱內部設置有步進電機驅動器、照明燈驅動電路、電源適配器，所述步進電機驅動器連接所述步進電機與電源之間，所述照明燈驅動電路連接在照明燈組與電源之間。

進一步的，所述升降滑臺選用Sigma KOKI SGSP系列電動滑臺，所述粗微調升降支柱選用徠卡粗微調聚焦立柱。

進一步的，所述電腦的控制軟件包括控制穹頂罩的升降和復位功能、相機控制面板、光源控制面板和RTI控制面板。

進一步的，所述電腦采用固有法線誤差的自動矯正的方法，通過對每個像素上的輻照方向矯正實現固有法線誤差的最小化。