[發明專利]基于蜻蜓視覺成像模型設置的三維紋理圖案合成方法

有效

• 申請號: 201810371256.1
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108682042B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 宗常進
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06T15/04
• 分類號: G06T15/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孟紅梅

1.一種基于蜻蜓視覺成像模型設置的三維紋理圖案合成方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)采集三維空間的三維紋理圖案，所述三維紋理圖案為三幅不同光照角度下的二維紋理圖案，光照角度間隔30-60度；

(2)建立蜻蜓視覺成像模型，特征描述為設置多個六角形紋理圖案特征匹配區域并聚集成三維紋理圖案；

(3)為進行三維紋理圖案特征匹配，設置三維紋理圖案特征匹配函數，輸入三維空間的三維紋理圖案特征，輸出基于蜻蜓視覺成像模型設置的三維紋理圖案匹配特征，進而對輸出的三維紋理圖案匹配特征進行匹配，形成與采集的三維空間的三維紋理圖案特征具有三維紋理圖案特征外觀新穎性的新的匹配特征；所述三維紋理圖案特征匹配函數為：

其中φ為圖案樣式特征為特征變換C的參數，w_i為對應的蜻蜓視覺成像模型特征匹配的二維紋理圖案特征對的權值，β為三維紋理圖案特征匹配值，M_j為得到的三維紋理圖案特征匹配，N_i為待匹配三維紋理圖案特征；N為三維紋理圖案特征匹配的數量；

(4)控制三維紋理圖案特征匹配分布和三維紋理圖案特征匹配分布區域，并比較每一個二維紋理圖案特征的像素的顏色值和特征值，對三幅二維紋理圖案特征中中頻、高頻內容和強邊緣進行匹配，并基于蜻蜓視覺成像模型的三維紋理圖案特征匹配區域，設置出最佳三維紋理圖案特征匹配分布及分布區域；

(5)對三維紋理圖案樣式特征變化進行三維紋理圖案樣式設置，并對三維紋理圖案樣式特征進行匹配，合成三維紋理圖案樣式特征匹配分布區域，形成圖案樣式特征變化區域；

(6)實施三維紋理圖案特征匹配最優化，合成設置的三維紋理圖案。

2.根據權利要求1所述的基于蜻蜓視覺成像模型設置的三維紋理圖案合成方法，其特征在于，步驟(1)中包括：

(1.1)采集的三維空間的三維紋理圖案以現實三維紋理圖案的光反射規律符合朗伯模型定律為原則，以太陽光為光源，作為近域光場，拍攝者指定拍攝三維紋理圖案的空間位置并指定日期和當日時間，以設置陽光的照射角度及太陽光線強度，從而得到真實光源的入射光場；

(1.2)利用運動相機采集不同光照角度下的三幅二維紋理圖案，采集的三維紋理圖案是從位于不同角度位置的運動相機拍攝各向同性材料物體表面圖案得到，其圖案特征作為三維紋理圖案特征匹配分布依據，采集的每一幅二維紋理圖案的粗糙表面一定，在三維坐標V(x，y，z)中，采集的二維紋理圖案則位于x-y平面上，相機的軸線與z軸間隔一定角度，拍攝角度以30-60度為間隔，且中心在三維坐標原點；

(1.3)安裝的運動相機通過一個計算機控制的橢圓軌道系統自動地改變位置，進行360角度域的自動和密集拍攝采樣；

(1.4)運動相機保持在每一個對應二維紋理圖案上部不同拍攝角度的位置，并且旋轉在不同光照角度下的紋理圖案法線方向進行拍攝。

3.根據權利要求1所述的基于蜻蜓視覺成像模型設置的三維紋理圖案合成方法，其特征在于，所述建立蜻蜓視覺成像模型的步驟包括：

設置多個六角形紋理圖案特征匹配區域并聚集成三維紋理圖案，每個紋理圖案特征只接受單一方向的紋理圖案特征匹配，形成六角形區域狀紋理圖案特征匹配區域，所有六角形區域狀紋理圖案特征匹配區域相互嵌合，進而創建正立的鑲嵌三維紋理圖案，形成光六角形區域狀紋理圖案聚集從而建立起三維紋理圖案成像模型。