[发明专利]融合结构光和光度学的三维对象重建方法及终端设备

说明书

本申请适用于计算机视觉技术领域，提供了一种融合结构光和光度学的三维对象重建方法及终端设备，其中该方法包括：获取N个第一图像，每个第一图像是通过将具有编码条纹序列的编码图案投射至三维对象后拍摄所得，N为正整数；基于N个第一图像，确定三维对象的结构光深度信息；获取M个第二图像，M个第二图像是通过将P个光源分别从不同方向投射至三维对象后拍摄所得，M和P均为正整数；基于M个第二图像，确定三维对象的光度信息；基于结构光深度信息和所述光度信息，重建三维对象。由此，融合了结构光系统和光度学系统来重建三维对象，提高了针对具有复杂表面的三维对象的三维重建结果的精确度。

技术领域

本申请属于计算机视觉技术领域，尤其涉及一种融合结构光和光度学的三维对象重建方法及终端设备。

背景技术

三维扫描技术发展迅速，目前已应用到了工业检测、设计、动漫及电影特效制作、3D展示、虚拟手术、反求工程等诸多领域和行业。

从现有的三维扫描技术手段来看，以激光三维扫描和投影结构光三维扫描技术为主，激光三维扫描系统通过投射激光线或者点阵，用摄像头捕捉投射的激光特征，通过三角测量恢复物体的三维深度信息，但这种逐点和逐线的扫描方式主要缺点就是速度慢。在基于投影仪的结构光三维扫描系统中，其通过结构光编码技术，实现整个面的一次性测量，具有速度快和精度高的明显优势，因而基于投影的结构光三维扫描技术已成为目前的主流技术手段。

目前，基于投影仪的结构光三维扫描系统对于物体的具有无纹理的朗伯表面能够产生较佳的重建效果，三维物体重建(或，三维重建)是指构建物体所对应的三维模型。然而，对于物体的有纹理的朗伯表面和非朗伯表面，由于物体表面纹理对于条纹定位的影响(例如，反射率、内部遮挡等)，存在因物体表面的反射率和纹理所造成的误差，导致物体的重建精度不高。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种融合结构光和光度学的三维对象重建方法及终端设备，以解决针对具有复杂表面(带纹理的朗伯表面和非朗伯表面)的物体的三维重建结果的精确度不高的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种融合结构光和光度学的三维对象重建方法，包括：获取N个第一图像，每个第一图像是通过将具有编码条纹序列的编码图案投射至三维对象后拍摄所得，N为正整数；基于所述N个第一图像，确定所述三维对象的结构光深度信息；获取M个第二图像，所述M个第二图像是通过将P个光源分别从不同方向投射至所述三维对象后拍摄所得，M和P均为正整数；基于所述M个第二图像，确定所述三维对象的光度信息；基于所述结构光深度信息和所述光度信息，重建所述三维对象。

本申请实施例的第二方面提供了一种融合结构光和光度学的三维对象重建装置，包括：结构光图像获取单元，用于获取N个第一图像，每个第一图像是通过将具有编码条纹序列的编码图案投射至三维对象后拍摄所得，N为正整数；结构光深度信息确定单元，用于基于所述N个第一图像，确定所述三维对象的结构光深度信息；光度学图像获取单元，用于获取M个第二图像，所述M个第二图像是通过将P个光源分别从不同方向投射至所述三维对象后拍摄所得，M和P均为正整数；光度信息确定单元，用于基于所述M个第二图像，确定所述三维对象的光度信息；三维对象重建单元，用于基于所述结构光深度信息和所述光度信息，重建所述三维对象。

本申请实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述方法的步骤。

本申请实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。

本申请实施例的第五方面提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备实现如上述方法的步骤。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：