[發(fā)明專利]浮雕建模方法、系統(tǒng)及浮雕加工設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911137930.0
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110853146B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳航;張振維
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東三維家信息科技有限公司
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06T5/00;G06T5/20;G06T5/50
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 安衛(wèi)靜

本發(fā)明提供了一種浮雕建模方法、系統(tǒng)及浮雕加工設(shè)備，涉及材料加工技術(shù)領(lǐng)域，該方法首先對浮雕圖案的圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到浮雕圖案的增強(qiáng)圖像，然后計(jì)算浮雕圖案的增強(qiáng)圖像中的像素灰度值對應(yīng)的高度值，根據(jù)浮雕圖案的增強(qiáng)圖像中的像素灰度值及其對應(yīng)的高度值，構(gòu)建浮雕圖案的三維模型。通過對浮雕圖案的三維模型進(jìn)行擬合平滑操作，獲得待加工的浮雕三維模型。該通過采用灰度映射高度的計(jì)算方式減少了運(yùn)算量，并且利用高階函數(shù)多點(diǎn)擬合法提升了浮雕雕刻策略，進(jìn)一步提升浮雕雕刻的精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種浮雕建模方法、系統(tǒng)及浮雕加工設(shè)備。

背景技術(shù)

浮雕是在材料平面上雕刻出凹凸起伏形象的一種雕塑技術(shù)，在內(nèi)容、形式和材質(zhì)上與傳統(tǒng)的圓雕一樣豐富多彩。浮雕的材料有石頭、木頭、象牙和金屬等，已廣泛應(yīng)用在家具美化、模具制造及廣告裝潢等行業(yè)中，實(shí)木浮雕作為其中的一種表現(xiàn)形式，具有內(nèi)容飽滿、立體感強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。由于浮雕的加工工藝復(fù)雜，大規(guī)模生產(chǎn)過程中需要運(yùn)用專業(yè)的浮雕加工設(shè)備，而現(xiàn)有技術(shù)中的這類設(shè)備操作復(fù)雜，對設(shè)計(jì)人員專業(yè)性要求高，浮雕的建模以及加工方案的設(shè)計(jì)過程較為繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種浮雕建模方法、系統(tǒng)及浮雕加工設(shè)備，通過采用灰度映射高度的計(jì)算方式減少了運(yùn)算量，并且利用高階函數(shù)多點(diǎn)擬合法提升了浮雕雕刻策略，進(jìn)一步提升浮雕雕刻的精度。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種浮雕建模方法，該方法包括：

對浮雕圖案的圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到浮雕圖案的增強(qiáng)圖像；

計(jì)算浮雕圖案的增強(qiáng)圖像中的像素灰度值對應(yīng)的高度值；

根據(jù)浮雕圖案的增強(qiáng)圖像中的像素灰度值及其對應(yīng)的高度值，構(gòu)建浮雕圖案的三維模型；

對浮雕圖案的三維模型進(jìn)行擬合平滑操作，獲得待加工的浮雕三維模型。

在一些實(shí)施方式中，上述對浮雕圖案的圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到浮雕圖案的增強(qiáng)圖像的步驟，包括：

獲取浮雕圖案的原始圖像，將浮雕圖案的原始圖像進(jìn)行灰度值變換，得到浮雕圖案的灰度圖像；

對浮雕圖案的灰度圖像進(jìn)行雙邊濾波處理，得到雙邊濾波模糊圖像；

采用高反差保留算法對雙邊濾波模糊圖像進(jìn)行圖像融合計(jì)算，得到融合圖像；

對融合圖像進(jìn)行高斯濾波，得到浮雕圖案的增強(qiáng)圖像。

在一些實(shí)施方式中，上述對浮雕圖案的圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到浮雕圖案的增強(qiáng)圖像的步驟之后，還包括：

獲取浮雕加工幅面的大小；

根據(jù)浮雕加工幅面的大小，對浮雕圖案的增強(qiáng)圖像進(jìn)行縮放。

在一些實(shí)施方式中，上述計(jì)算浮雕圖案的增強(qiáng)圖像中的像素灰度值對應(yīng)的高度值的步驟，包括：

通過以下算式計(jì)算浮雕圖案的增強(qiáng)圖像中的像素灰度值對應(yīng)的高度值：

上式中，P_ij表示浮雕圖案的增強(qiáng)圖像的像素，其中的i表示像素行數(shù)；j表示像素列數(shù)；P_max為最大灰度值；P_min為最小灰度值；Z_ij表示第i行j列像素下對應(yīng)的高度；Z_max為浮雕加工過程中的最大高度；Z_min為浮雕加工過程中的最小高度。

在一些實(shí)施方式中，上述根據(jù)浮雕圖案的增強(qiáng)圖像中的像素灰度值及其對應(yīng)的高度值，構(gòu)建浮雕圖案的三維模型的步驟，包括：

初始化浮雕圖案的三維模型，模型采用Z-MAP柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建；