[发明专利]一种基于二维图像的三维打印系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其是指一种基于二维图像的三维打印系统和方法。

背景技术

在设计活动和设计成果充斥人们生活各个环节、各个领域的今天，设计的目的已经由功能实现转向艺术化、情感化、体验化生活方式的实现，设计活动已经成为大众化的活动。过去标准化的市场已经开始发生变化，个性化、定制式产品和服务的需求必将成为一种趋势，大批量的工业生产将退出某些领域。提供个性化、定制化的产品和服务使消费者更了解自己的需求。

以往的产品设计开发周期较为漫长，涉及到产品成本的投入、生产工艺条件的限制、产品质量控制等众多因素。3D打印技术改变了原来传统的机械制造手段，为设计者直接实现设计概念提供了十分便捷的途径，解决了单个产品生产的问题，使产品制造变得更为自由。虽然近年来现有的3D打印技术在基础硬件方面取得了很大的进展，但仍然存在着一些缺陷使其难以普及，如现有的三维建模软件对设计人员专业技能要求很高，普通人群难以掌握；同时，建立三维模型往往需要较长的时间，人工成本很高；此外，目前市面主流的三维建模工具并不支持3D打印机的直连打印，需要进行一系列的转换过程才能够完成打印成型工作。

中国专利公开号CN 102982579A，公开日2013年3月20日，名称为“图像三维(3D)建模”的发明专利中公开了一种用于创建图像的三维模型的技术和系统。可以接收包括诸如沿路径的位置的一系列图像的图像数据。该图像数据可以包括第一图像元素的第一图像元素位置，其中第一图像元素位置可以对应于图像中的三维点，诸如图像中具有距离观察点的深度的位置。第一图像元素可以使用第一图像元素位置而被划分至第一立面平面。第一立面平面可以与第二立面平面相融合，生成图像的三维模型。第二立面平面可以包括第二图像元素，其中图像数据包括第二图像元素的第二图像元素位置。不足之处在于，该三维建模的过程较为复杂，且三维图像不能直接通过三维打印机打印。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中三维打印系统需要依赖三维建模软件，而三维建模软件对设计人员专业技能要求高，造成时间和人工的成本较高，且三维建模软件不支持与三维打印机直连打印的缺陷，提供一种基于二维图像的三维打印系统和方法，通过二维图像便可重构出三维立体图像数据，时间和人工的成本较低。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：

一种基于二维图像的三维打印方法，基于三维打印系统，包括以下步骤：

第一步，在不同位置的两台照相机拍摄或一台经过移动或旋转拍摄两幅同一场景的图像，获得图像对；

第二步，系统通过对图像对中的特征信息进行提取；

采用边缘提取的方法来确定图像中所包含的特有属性，图像中的边缘就是图像中灰度信息明显和周围不同的一些像素点的集合。因此通过寻找图像中非连续的灰度信息来确定图像的边缘信息。寻找图像中非连续的灰度信息的方法为通过梯度算子来进行边缘检测，设一个连续的图像函数为f(x，y)，则该图像函数的梯度可表示成一个矢量：

▿f‾=[Gx,Gy]T=[δfδxδfδy]T]]>

幅度和方向角分别为：