[發明專利]一種非織造布微觀結構的三維重建方法在審
| 申請號： | 202110258327.9 | 申請日： | 2021-03-10 |
| 公開（公告）號： | CN112991518A | 公開（公告）日： | 2021-06-18 |
| 發明（設計）人： | 賀炎;鄧娜;劉露露 | 申請（專利權）人： | 上海工程技術大學 |
| 主分類號： | G06T17/00 | 分類號： | G06T17/00;G06T7/55;G06T7/194;G06T7/136;G06T7/11;G06T7/187;G06T7/181;G06T7/68;G06T7/62;G06T7/00 |
| 代理公司： | 上海科盛知識產權代理有限公司 31225 | 代理人： | 宣慧蘭 |
| 地址： | 201620 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 織造 微觀 結構 三維重建 方法 | ||
1.一種非織造布微觀結構的三維重建方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
S1、采集非織造布樣本的多焦面序列圖像；
S2、所述多焦面序列圖像經數據處理得到纖維結構的深度圖；
S3、所述深度圖經數據處理后分割出多個單根纖維，并對單根纖維中因遮擋而導致的缺失部分進行修復；
S4、根據修復后的單根纖維，提取纖維結構在三維空間中的纖維中軸和纖維邊緣，計算纖維中軸與纖維邊緣的距離作為纖維半徑；
S5、繪制半徑大小為所述纖維半徑的球面，使所述球面沿著所述纖維中軸線滾動，球面包絡成管狀纖維的三維模型。
2.根據權利要求1所述的一種非織造布微觀結構的三維重建方法，其特征在于，所述步驟S2中采用聚焦深度算法對所述多焦面序列圖像進行數據處理得到纖維結構的深度圖，具體包括以下步驟：
S11、獲取原始非織造布信息，根據所述原始非織造布信息裁剪出目標尺寸的非織造布樣本；
S12、通過光學顯微鏡采集所述非織造布樣本的多焦面序列圖像。
3.根據權利要求2所述的一種非織造布微觀結構的三維重建方法，其特征在于，所述光學顯微鏡連接有數碼相機、步進電機和計算機。
4.根據權利要求1所述的一種非織造布微觀結構的三維重建方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括以下步驟：
S21、計算多焦面序列圖像中每一個像素點的清晰度；
S22、通過閾值分割提取滿足預設的清晰度閾值的纖維結構；
S23、比較每幀圖像的同一個坐標位置的像素點的清晰度，記錄清晰度最大的像素點所在圖層號、該幀圖像前后的圖像的圖層號及對應像素點的清晰度；
S24、通過高斯插值算法估計像素最佳聚焦位置，根據像素最佳聚焦位置計算得到纖維結構的深度圖。
5.根據權利要求4所述的一種非織造布微觀結構的三維重建方法，其特征在于，所述步驟S21中通過將Sobel算子作為清晰度評價函數來計算清晰度，具體公式如下所示：
Gx＝f(x+1,y-1)+2*f(x+1,y)+f(x+1,y+1)-f(x-1,y-1)+2*f(x-1,y)+f(x-1,y+1)
其中，Gx和Gy分別為像素點垂直和水平方向的梯度，(x,y)為像素點的坐標，G為像素點的梯度值，通過像素點的梯度值反映像素點的清晰度。
6.根據權利要求4所述的一種非織造布微觀結構的三維重建方法，其特征在于，所述步驟S24中像素最佳聚焦位置的計算公式如下所示：
其中，為像素最佳聚焦位置，m為清晰度最大值對應的像素點所屬的圖層號，Fm-1、Fm、Fm+1為清晰度最大值及其前后圖像上同一個坐標位置的清晰度，滿足Fm≥Fm-1，Fm-1≥Fm+1，dm、dm-1、dm+1分別為清晰度最大值所屬圖像的序號及其相鄰兩幀圖像的序號。
7.根據權利要求1所述的一種非織造布微觀結構的三維重建方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括以下步驟：
S31、根據區域生長算法處理所述深度圖分割出多個單根纖維；
S32、根據邊界跟蹤算法標記單根纖維之間的纖維連通域；
S33、將纖維連通域進行連接完成對因遮擋而導致的缺失部分的修復。
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