CN105931212B - 一种增强文物正投影图像的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增强文物正投影图像的方法，包括以下步骤：建立文物的三维模型；把三维模型的法向信息转换为伪彩色，对三维模型进行着色，采用正射投影方式，得到三维模型的法向正投影图像，保存为法向图像；利用三维模型的纹理对三维模型进行着色，采用正射投影方式，得到三维模型的纹理正投影图像，保存为纹理图像；融合法向图像和纹理图像，得到增强的非真实感正投影图像。本发明增强的非真实感正投影图像既保留了文物的几何信息，又反映了文物的纹理变化，突出了文物表面不明显的细节。以本发明增强的正投影图像作为底图，可以提高绘制文物线图的精度和效率。

Description

一种增强文物正投影图像的方法
技术领域
本发明涉及文物图像处理领域，具体涉及一种增强文物正投影图像的方法。
背景技术
正投影图像能够正确地表现文物尺寸和结构，是绘制文物线图的重要依据。文物专家以文物的正投影图像作为底图，通过点、线、面的描绘得到文物线图，用于出版和档案保存。
基于透视原理的照相机获得的照片存在透视变形，不能直接作为绘制文物线图的底图。三维扫描仪或多视角立体重建软件能够获得文物表面的几何和纹理数据，建立文物的三维模型，在计算机上通过软件设置投影方式，可以获得文物的正投影图像。但是单独利用文物的三维几何模型或者纹理得到的正投影图像不能全面反映文物表面的细节信息。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种增强文物正投影图像的方法，本发明融合了文物的几何和纹理信息，突出了文物表面不明显的细节。以增强的正投影图像作为底图，可以提高绘制文物线图的精度和效率。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
一种增强文物正投影图像的方法，包括以下步骤：
建立文物的三维模型；
把三维模型的法向信息转换为伪彩色，对三维模型进行着色，采用正射投影方式，得到三维模型的法向正投影图像，保存为法向图像；
利用三维模型的纹理对三维模型进行着色，采用正射投影方式，得到三维模型的纹理正投影图像，保存为纹理图像；
融合法向图像和纹理图像，得到增强的非真实感正投影图像。
进一步的，文物的三维模型的建立方式为用三维扫描仪扫描或利用多视角立体重建软件进行搭建。
进一步的，把三维模型的法向信息转换为伪彩色时即将法向量的xyz坐标分量分别对应彩色rgb的颜色分量。
进一步的，融合法向图像和纹理图像，得到增强的非真实感正投影图像时，采用的手段是建立泊松方程，泊松方程的解就是非真实感图像u。
进一步的，建立和求解泊松方程的方法如下：
a)设得到的法向图像为f，纹理图像为g，融合后的非真实感图像为u；
b)建立泊松方程αu-▽2u＝αf-β▽2g，其中参数α控制非真实感图像u的颜色与法向图像f的接近程度，参数β控制纹理图像g的梯度放大率，▽2是图像的拉普拉斯算子；
c)用快速行进法数值求解；
d)把解保存为非真实感图像u。
本发明的有益效果：
本发明在文物的三维模型基础上，采用正射投影方式，分别渲染文物的法向正投影图像和纹理正投影图像，然后融合法向图像和纹理图像，得到增强的非真实感正投影图像。本发明增强的非真实感正投影图像既保留了文物的几何信息，又反映了文物的纹理变化，突出了文物表面不明显的细节。以本发明增强的正投影图像作为底图，可以提高绘制文物线图的精度和效率。
附图说明
图1为本发明的实施的流程图；
图2为三维模型的法向正投影图像；
图3为三维模型的纹理正投影图像；
图4为增强的非真实感正投影图像。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明进行详细说明：
图1为本发明的实施流程图，如图1所示，本发明的实现过程如下：
(1)与普通的照相机不同，该方法需要用三维扫描仪或多视角立体重建软件建立文物的三维模型。
(2)把三维模型的法向信息转换为伪彩色(把[-1,1]线性转换为[0,255],法向量的xyz坐标分量分别对应彩色rgb的颜色分量)，对三维模型进行着色(使显示结果具有颜色信息)，采用正射投影方式，得到三维模型的法向正投影图像，保存为法向图像(反映物体表面的几何信息)，如图2所示；
(3)利用三维模型的纹理对三维模型进行着色,这是一般三维软件具备的基本功能，采用正射投影方式，得到三维模型的纹理正投影图像，保存为纹理图像,纹理图像反映物体表面的纹理信息，如图3所示；
(4)设得到的法向图像为f，纹理图像为g，融合后的非真实感图像为u；建立泊松方程αu-▽2u＝αf-β▽2g，其中参数α控制非真实感图像u的颜色与法向图像f的接近程度 (参数大小可以由操作用户选择，一般为0.01至0.1之间)，参数β控制纹理图像g的梯度放大率(参数大小可以由操作用户选择，一般为1.0至5.0之间)，▽2是图像的拉普拉斯算子；用快速行进法数值求解；
把解保存为图像，这就是增强的非真实感正投影图像，如图4所示。从图2、图3和图4的对比，可以看出法向和纹理图像中不明显的细节信息在增强的非真实感正投影图像中非常清楚。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (3)

1.一种增强文物正投影图像的方法，其特征是，包括以下步骤：
建立文物的三维模型；
把三维模型的法向信息转换为伪彩色，对三维模型进行着色，采用正射投影方式，得到三维模型的法向正投影图像，保存为法向图像；
利用三维模型的纹理对三维模型进行着色，采用正射投影方式，得到三维模型的纹理正投影图像，保存为纹理图像；
融合法向图像和纹理图像，得到增强的非真实感正投影图像；
融合法向图像和纹理图像，得到增强的非真实感正投影图像时，采用的手段是建立泊松方程，泊松方程的解就是非真实感图像u；
建立和求解泊松方程的方法如下：
a)设得到的法向图像为f，纹理图像为g，融合后的非真实感图像为u；
b)建立泊松方程αu-▽2u＝αf-β▽2g，其中参数α控制非真实感图像u的颜色与法向图像f的接近程度，参数β控制纹理图像g的梯度放大率，▽2是图像的拉普拉斯算子；
c)用快速行进法数值求解；
d)把解保存为非真实感图像u。
2.如权利要求1所述的一种增强文物正投影图像的方法，其特征是，文物的三维模型的建立方式为用三维扫描仪扫描或利用多视角立体重建软件进行搭建。
3.如权利要求1所述的一种增强文物正投影图像的方法，其特征是，把三维模型的法向信息转换为伪彩色时即将法向量的xyz坐标分量分别对应彩色rgb的颜色分量。
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