[发明专利]一种基于三维模型的图像数据集生成方法

权利要求书

1.一种基于三维模型的图像数据集生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)通过三维模型分别向模拟相机和模拟投影仪投影，模拟出相机采集到的纹理图像和投影仪投影的结构光图像；

(2)通过坐标的对应关系将结构光图像的编码信息叠加到纹理图像上，得到含有结构光的纹理图像；

(3)根据三维模型与模拟相机和模拟投影仪的对应关系，得到含有结构光纹理图像与模拟投影仪的结构光图像的匹配点对，从而得到匹配点坐标，进而得到视差图；

(4)通过改变步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)中的参数产生多组对应数据，生成图像数据集；

所述步骤(1)具体包括如下步骤：

(a)获取三维模型；

(b)模拟相机的设置；

(c)三维模型向模拟相机投影，模拟出相机采集到的纹理图像；

(d)模拟投影仪的设置；

(e)三维模型向模拟投影仪投影，模拟出投影仪投影的结构光图像；

所述步骤(2)的具体过程为：

通过步骤(1)模拟投影仪的参数和得到的结构光图像，可以得到I_p_struct的坐标p_p(u_p,v_p)和P_p的坐标(x_p,y_p,z_p)对应关系：

通过P_p，P₀，P_c，得到I_p_struct的坐标p_p和I_c_texture坐标p_c的对应关系；

定义权重系数ζ，ζ1，即叠加图想中投影图像像素所占的比例，将I_p与I_c叠加为I_cp，并保存在相机像平面坐标系p_c(u_c,v_c)中，即得到含有结构光的纹理图像I_c_struct(u_c,v_c；I_cp)，其中：I_cp＝(1-ζ)I_c+ζI_p(4.2)；

所述步骤(3)的具体过程为：

将点p_c(u_c,v_c)所对应的点p_p(u_p,v_p)的坐标保存在p_c(u_c,v_c)坐标系中，得到模拟相机坐标到模拟投影仪坐标的映射表Map_x(u_c,v_c；u_p)和Map_x(u_c,v_c；v_p)；同样将其坐标的差值保存下来可得视差图I_disparity_x(u_c,v_c；u_p-u_c)、I_disparity_y(u_c,v_c；v_p-v_c)；

所述步骤(4)的具体过程为：

通过模拟相机和模拟投影仪，从三维信息P(x,y,z；I)中获得了一组二维数据，所述二维数据包括I_c_texture(u_c,v_c；I_c)、I_c_depth(u_c,v_c；z_c)、I_p_struct(u_p,v_p；I_p)、I_c_struct(u_c,v_c；I_cp)、Map_x(u_c,v_c；u_p)、Map_x(u_c,v_c；v_p)、I_disparity_x(u_c,v_c；u_p-u_c)和I_disparity_y(u_c,v_c；v_p-v_c)；

通过修改模拟相机和模拟投影仪的参数，所述参数包括O_c(x_c0,y_c0,z_c0)、(α_c,β_c,γ_c)、f_c、w_c*h_c、C_c(c_cx,c_cy)、μ_c(d_cx,d_cy)、O_p(x_p0,y_p0,z_p0)、(α_p,β_p,γ_p)、fp、w_p*h_p、C_p(c_px,c_py)、μ_p(d_px,d_py)、结构光编码方法I_p中任意一个或多个参数，即可得到另外一组数据；

通过一个三维数据集{P(x,y,z；I)}，得到一个图像数据集。