[發明專利]融合結構光和光度學的三維對象重建方法及終端設備

有效

• 申請號: 202010738438.5
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111951376B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 宋展;宋釗
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T15/50
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 李金偉

本申請適用于計算機視覺技術領域，提供了一種融合結構光和光度學的三維對象重建方法及終端設備，其中該方法包括：獲取N個第一圖像，每個第一圖像是通過將具有編碼條紋序列的編碼圖案投射至三維對象后拍攝所得，N為正整數；基于N個第一圖像，確定三維對象的結構光深度信息；獲取M個第二圖像，M個第二圖像是通過將P個光源分別從不同方向投射至三維對象后拍攝所得，M和P均為正整數；基于M個第二圖像，確定三維對象的光度信息；基于結構光深度信息和所述光度信息，重建三維對象。由此，融合了結構光系統和光度學系統來重建三維對象，提高了針對具有復雜表面的三維對象的三維重建結果的精確度。

技術領域

本申請屬于計算機視覺技術領域，尤其涉及一種融合結構光和光度學的三維對象重建方法及終端設備。

背景技術

三維掃描技術發展迅速，目前已應用到了工業檢測、設計、動漫及電影特效制作、3D展示、虛擬手術、反求工程等諸多領域和行業。

從現有的三維掃描技術手段來看，以激光三維掃描和投影結構光三維掃描技術為主，激光三維掃描系統通過投射激光線或者點陣，用攝像頭捕捉投射的激光特征，通過三角測量恢復物體的三維深度信息，但這種逐點和逐線的掃描方式主要缺點就是速度慢。在基于投影儀的結構光三維掃描系統中，其通過結構光編碼技術，實現整個面的一次性測量，具有速度快和精度高的明顯優勢，因而基于投影的結構光三維掃描技術已成為目前的主流技術手段。

目前，基于投影儀的結構光三維掃描系統對于物體的具有無紋理的朗伯表面能夠產生較佳的重建效果，三維物體重建(或，三維重建)是指構建物體所對應的三維模型。然而，對于物體的有紋理的朗伯表面和非朗伯表面，由于物體表面紋理對于條紋定位的影響(例如，反射率、內部遮擋等)，存在因物體表面的反射率和紋理所造成的誤差，導致物體的重建精度不高。

發明內容

有鑒于此，本申請實施例提供了一種融合結構光和光度學的三維對象重建方法及終端設備，以解決針對具有復雜表面(帶紋理的朗伯表面和非朗伯表面)的物體的三維重建結果的精確度不高的問題。

本申請實施例的第一方面提供了一種融合結構光和光度學的三維對象重建方法，包括：獲取N個第一圖像，每個第一圖像是通過將具有編碼條紋序列的編碼圖案投射至三維對象后拍攝所得，N為正整數；基于所述N個第一圖像，確定所述三維對象的結構光深度信息；獲取M個第二圖像，所述M個第二圖像是通過將P個光源分別從不同方向投射至所述三維對象后拍攝所得，M和P均為正整數；基于所述M個第二圖像，確定所述三維對象的光度信息；基于所述結構光深度信息和所述光度信息，重建所述三維對象。

本申請實施例的第二方面提供了一種融合結構光和光度學的三維對象重建裝置，包括：結構光圖像獲取單元，用于獲取N個第一圖像，每個第一圖像是通過將具有編碼條紋序列的編碼圖案投射至三維對象后拍攝所得，N為正整數；結構光深度信息確定單元，用于基于所述N個第一圖像，確定所述三維對象的結構光深度信息；光度學圖像獲取單元，用于獲取M個第二圖像，所述M個第二圖像是通過將P個光源分別從不同方向投射至所述三維對象后拍攝所得，M和P均為正整數；光度信息確定單元，用于基于所述M個第二圖像，確定所述三維對象的光度信息；三維對象重建單元，用于基于所述結構光深度信息和所述光度信息，重建所述三維對象。

本申請實施例的第三方面提供了一種終端設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現如上述方法的步驟。

本申請實施例的第四方面提供了一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如上述方法的步驟。

本申請實施例的第五方面提供了一種計算機程序產品，當計算機程序產品在終端設備上運行時，使得終端設備實現如上述方法的步驟。

本申請實施例與現有技術相比存在的有益效果是：