CN107734321A - 一种基于移动设备的3d成像方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于移动设备的3D成像方法，包括以下步骤：步骤一，采集物体图像信息；步骤二，物体图像信息采集结束后，将物体图像信息上传至服务器进行缓存，针对缓存的文件，使用服务器后台进行操作，生成物体3D图片信息矩阵文件并存储在服务器上；步骤三，将3D图片信息矩阵文件通过电脑网页端、移动端、或者移动端应用程序进行展示。本发明的基于移动设备的3D成像方法，成像和展示速度快，使场景或者物品多角度环绕式3D成像在移动端采集和展示，其成像采集和展示更加快捷和方便。

Description

一种基于移动设备的3D成像方法

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种基于移动设备的3D成像方法。

背景技术

目前的成像和展示技术包含图片，视频，建模三大类，其中，图片，通过摄像头采集单张图像数据进行展示；视频，通过摄像头采集物品的信息进行展示；建模，利用计算机进行物体的建模技术。图片只能采集和保存某一视角的数据；视频只能够顺序播放，不能够按照用户所想的操作去查看；建模需要对物体进行扫描然后花费大量人力物力进行设计和搭建模型。

现有的物体3D图像信息展示，面临采集成本高，采集过程复杂，展示条件被约束等众多问题。

而且，当前移动互联网没有通过一部手机或简单的移动设备来进行物品的多角度环绕式3D图像信息采集和展示的技术，而简单的图片，文字和视频等难以将物品的立体效果通过移动端进行采集和展示。

发明内容

为解决现有的3D图像信息展示的不足，本发明提出一种基于移动设备的3D成像方法，通过移动端的物品多角度环绕式信息采集降低了传统的3D模型的制作成本，通过移动端来进行数据采集更加便捷方便，可使物体展示更加全面和直观，而且，提出了一种针对多视角图像数据的单文件数据存储格式。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于移动设备的3D成像方法，包括以下步骤：

步骤一，采集物体图像信息；

步骤二，物体图像信息采集结束后，将物体图像信息上传至服务器进行缓存，针对缓存的文件，使用服务器后台进行操作，生成物体3D图片信息矩阵文件并存储在服务器上；

步骤三，将3D图片信息矩阵文件通过电脑网页端、移动端、或者移动端应用程序进行展示。

可选地，所述步骤一，采集物体图像信息的步骤，采用手持移动设备对物品进行多角度环绕采集，或者，使用转盘对物体进行环绕展示，并实时进行采集。

可选地，使用转盘对物体进行环绕展示，并实时进行采集的步骤，具体为：

用手机支架固定移动设备，所拍物体放置在电动转盘上，电动转盘承载所拍物体并均匀转动，蓝牙模块接收移动设备发射的蓝牙信号，蓝牙模块根据该蓝牙信号控制继电器；启动移动设备中的应用程序，控制移动设备发射蓝牙信号，蓝牙模块接收该蓝牙信号，控制继电器启动电动转盘，电动转盘开始匀速旋转；

所述电动转盘旋转一周后，通过移动设备的应用程序发射蓝牙信号，蓝牙模块接收到该蓝牙信号后控制继电器，继电器断开电源，电动转盘停止转动；

通过移动设备的应用程序控制移动设备发射蓝牙启动信号后，开始多角度环绕式采集物体图像信息。

可选地，所述步骤二中，采用线性结构对物体3D图片信息矩阵进行存储，每一行数据都有一个方位坐标用来存储数据文件的位置，一个图像数据用来存储单个角度上的图像数据，附加数据用来验证和存储父数据的位置和子数据的位置。

可选地，对于采用线性结构对物体3D图片信息矩阵进行存储的方式，采用以下数据矩阵缓存模式：

横向数据在采集和访问时，同时缓存左右相邻的各个模块数据，用以加快模块数据的访问速度和显示速度。

可选地，对于采用线性结构对物体3D图片信息矩阵进行存储的方式，使用单个文件存储物体多视角图像数据。

可选地，所述步骤二中，采用网格矩阵对物体3D图片信息矩阵进行存储，每一个数据都代表其中一个方位角上的数据，其中横坐标代表横向排列的数据文件位置，图像数据存储单个网格视角上的图像数据，附加数据用以验证横向位置和纵向位置的准确性，同时确定上下左右四个相邻数据块所在的位置，纵坐标用来存储纵向位排列的数据文件位置。

可选地，对于采用网格矩阵对物体3D图片信息矩阵进行存储的方式，采用以下数据矩阵缓存模式：

网格数据，在加载其中一个模块的数据时，会同时加载上、下、左、右、左上、右上、左下、右下个角度上的数据缓存，用来加速数据的访问速度。

可选地，对于采用网格矩阵对物体3D图片信息矩阵进行存储的方式，使用多个文件存储物体多视角图像数据，每个文件之间使用其位置数据区块存储其在网格中的位置，并标示出其在整个网格中的上下左右各个方位的数据，同时使用该位置区块来验证其存在于网格中的位置。

可选地，所述文件包括以下部分：

文件头，文件头是一个文件的标志，用于区别其他文件格式；

信息块，保存有文件详细信息；

数据块，保存有整个矩阵的所有数据信息，按照序号或者坐标，依次存储每个图像信息；

附加数据块，用来保存文件的扩展信息；

文件的打开步骤包括：首先，读取文件头，对文件头进行解析，判断文件是否损坏和缺失；然后，读取文件信息，列出数据模块大小，并对文件进行验证；接下来，读取数据块，进行图像解析和展示；最后，读取附加数据。

本发明的有益效果是：

(1)成像和展示速度快：使场景或者物品多角度环绕式3D成像在移动端采集和展示，其成像采集和展示更加快捷和方便；

(2)降低成本：降低物体建模的成本，提高物体多角度环绕式3D成像的效率；

(3)信息展示更全面：相比传统的图片和视频而言，基于移动端多角度环绕式3D图像矩阵信息采集、存储和展示技术可以更全面；

(4)独有的数据存储方式，可以更好的对文件进行操作和传播。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明使用转盘对物体进行环绕展示并采集图像的原理示意图；

图2为本发明采用线性结构对数据进行存储的原理示意图；

图3为本发明采用网格矩阵对数据进行存储的原理示意图；

图4为本发明采用线性结构对数据进行存储的缓存过程原理示意图；

图5为本发明采用网格矩阵对数据进行存储的缓存过程原理示意图；

图6为本发明采用线性结构对数据进行存储的文件结构原理示意图；

图7为本发明采用网格矩阵对数据进行存储的文件结构原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出了一种基于移动设备的3D成像方法，包括以下步骤：

步骤一，多角度环绕式采集物体图像信息；

步骤二，采集结束后，将物体图像信息上传至服务器进行缓存，针对缓存的文件，使用服务器后台进行操作，生成物体3D图片信息矩阵文件并存储在服务器上；

步骤三，将3D图片信息矩阵通过电脑网页端、移动端、或者移动端应用程序进行展示。

上述步骤一，多角度环绕式采集物体图像信息的步骤，可以手持移动设备对物品进行多角度环绕采集，或者使用转盘对物体进行环绕展示，并实时进行采集。

下面给出一个使用转盘对物体进行环绕展示，并实时进行采集的具体实施例，如图1所示，该实施例中，继电器1，蓝牙模块2，手机支架3，电动转盘4，移动设备5。用手机支架3固定移动设备5，防止移动设备采集图像时颤抖，所拍物体放置在电动转盘4上，电动转盘4承载所拍物体并均匀转动，蓝牙模块2接收移动设备5发射的蓝牙信号，蓝牙模块2根据该蓝牙信号控制继电器1。启动移动设备5中的应用程序，控制移动设备5发射蓝牙信号，蓝牙模块2接收该蓝牙信号，控制继电器1启动电动转盘4，电动转盘4开始匀速旋转。

所述电动转盘4旋转一周后，通过移动设备5的应用程序发射蓝牙信号，蓝牙模块2接收到该蓝牙信号后控制继电器1，继电器1断开电源，电动转盘4停止转动。

通过移动设备的应用程序控制移动设备5发射蓝牙启动信号后，开始多角度环绕式采集物体图像信息。

上述步骤二中对物体3D图片信息矩阵进行存储的步骤，可以采用线性结构对数据进行存储，也可以采用网格矩阵来存储数据。

如图2所示，采用线性结构对数据进行存储，每一行数据都有一个方位坐标用来存储数据文件的位置，一个图像数据用来存储单个角度上的图像数据，附加数据，用来验证和存储父数据的位置和子数据的位置。

如图3所示，采用网格矩阵来存储数据，每一个数据都代表其中一个方位角上的数据，其中横坐标代表横向排列的数据文件位置，图像数据存储单个网格视角上的图像数据，附加数据用以验证横向位置和纵向位置的准确性，同时确定上下左右四个相邻数据块所在的位置，纵坐标用来存储纵向位排列的数据文件位置。

上述对采集到的数据进行整理和排序的过程，包括但不限于对图像的拉伸、放大、去除背景、色彩转换、文字识别、水印添加等可对图像进行的各种操作。

为了更好地显示和处理存储的物体3D图片信息矩阵数据，采用以下数据矩阵缓存模式：

对于采用线性结构对数据进行存储的方式，横向数据在采集和访问时，会同时缓存左右相邻的各个模块数据，用以加快模块数据的访问速度和显示速度。如图4所示，当加载数据0时，会同时加载数据-1、数据1。

对于采用网格矩阵来存储数据的方式，网格数据，在加载其中一个模块的数据时，会同时加载上、下、左、右、左上、右上、左下、右下个角度上的数据缓存，用来加速数据的访问速度。如图5所示，当加载数据0，0时，会同时加载数据-1，1、数据0，1、数据1，1、数据-1，0、数据1，0、数据-1，1、数据0，-1、数据1-1。

将物体的3D图片信息通过上述线性结构或者网格矩阵进行存储即可实现3D图像的生成，电脑网页端、移动端、或者移动端应用程序进行展示的过程，只要读取该存储文件即可展示3D图像。

对于线性结构数据的存储，使用单个文件存储物体多视角图像数据，如图6所示，单个文件包括：文件头(包含文件类型数据)、文件信息(包含所有文件详情，如创建日期、文件大小、视角个数、文件个数、作者、云存储位置等)、图像信息(包含所有视角的图像信息区块)、附加文件信息。

对于采用网格矩阵来存储数据的方式，如图7所示，使用多个文件存储物体多视角图像数据，每个文件之间使用其位置数据区块存储其在网格中的位置，并标示出其在整个网格中的上下左右各个方位的数据，同时可以使用该位置区块来验证其存在于网格中的位置。每个文件包括：文件头(包含文件类型数据)、文件信息(包含所有文件详情，如创建日期、文件大小、视角个数、文件个数、作者、云存储位置等)、图像信息(包含所有视角的图像信息区块)、附加文件信息。

对于采用网格矩阵来存储数据的方式，可采用多文件、单文件和混合存储方式，以加快各个数据的展示加载。

上述存储步骤，包括但不限于对文件头、文件信息、数据信息区块、附加数据、位置数据的存储、上传下载、打开等文件操作。

本发明还提出了一种数据存储和读取格式【.3Dv】，该文件格式的结构分为以下部分：

(1)文件头，文件头是一个文件的标志，用于区别其他文件格式

(2)信息块，保存有文件详细信息，包括但不局限于文件创建时间、修改时间、数据块长度、数据长度、文件创建人、在线地址等等

(3)数据块，保存有整个矩阵的所有数据信息，按照序号或者坐标，依次存储每个图像信息。

(4)附加数据块，用来保存文件的扩展信息。

本发明的文件格式还包括加密步骤，使用私有的密码对文件进行了加密，防止其他人对文件进行读取和解析。

本发明所提出的文件格式打开步骤包括：首先，读取文件头，对文件头进行解析，判断文件是否损坏和缺失；然后，读取文件信息，列出数据模块大小，并对文件进行验证；接下来，读取数据块，进行图像解析和展示；最后，读取附加数据。

上述步骤三，3D图片信息矩阵通过电脑网页端、移动端、或者移动端应用程序进行展示的过程，展示方式包括但不限于对物品各个视角的展示，操作方法可为鼠标操作、触摸屏操作、传感器操作。

本发明的基于移动设备的3D成像方法，具有以下优点：

(1)成像和展示速度快：使场景或者物品多角度环绕式3D成像在移动端采集和展示，其成像采集和展示更加快捷和方便；

(2)降低成本：降低物体建模的成本，提高物体多角度环绕式3D成像的效率；

(3)信息展示更全面：相比传统的图片和视频而言，基于移动端多角度环绕式3D图像矩阵信息采集、存储和展示技术可以更全面；

(4)独有的数据存储方式，可以更好的对文件进行操作和传播。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于移动设备的3D成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，采集物体图像信息；

步骤二，物体图像信息采集结束后，将物体图像信息上传至服务器进行缓存，针对缓存的文件，使用服务器后台进行操作，生成物体3D图片信息矩阵文件并存储在服务器上；

步骤三，将3D图片信息矩阵文件通过电脑网页端、移动端、或者移动端应用程序进行展示。

2.如权利要求1所述的一种基于移动设备的3D成像方法，其特征在于，所述步骤一，采集物体图像信息的步骤，采用手持移动设备对物品进行多角度环绕采集，或者，使用转盘对物体进行环绕展示，并实时进行采集。

3.如权利要求2所述的一种基于移动设备的3D成像方法，其特征在于，使用转盘对物体进行环绕展示，并实时进行采集的步骤，具体为：

用手机支架固定移动设备，所拍物体放置在电动转盘上，电动转盘承载所拍物体并均匀转动，蓝牙模块接收移动设备发射的蓝牙信号，蓝牙模块根据该蓝牙信号控制继电器；启动移动设备中的应用程序，控制移动设备发射蓝牙信号，蓝牙模块接收该蓝牙信号，控制继电器启动电动转盘，电动转盘开始匀速旋转；

所述电动转盘旋转一周后，通过移动设备的应用程序发射蓝牙信号，蓝牙模块接收到该蓝牙信号后控制继电器，继电器断开电源，电动转盘停止转动；

通过移动设备的应用程序控制移动设备发射蓝牙启动信号后，开始多角度环绕式采集物体图像信息。

4.如权利要求1所述的一种基于移动设备的3D成像方法，其特征在于，

所述步骤二中，采用线性结构对物体3D图片信息矩阵进行存储，每一行数据都有一个方位坐标用来存储数据文件的位置，一个图像数据用来存储单个角度上的图像数据，附加数据用来验证和存储父数据的位置和子数据的位置。

5.如权利要求4所述的一种基于移动设备的3D成像方法，其特征在于，对于采用线性结构对物体3D图片信息矩阵进行存储的方式，采用以下数据矩阵缓存模式：

横向数据在采集和访问时，同时缓存左右相邻的各个模块数据，用以加快模块数据的访问速度和显示速度。

6.如权利要求4所述的一种基于移动设备的3D成像方法，其特征在于，

对于采用线性结构对物体3D图片信息矩阵进行存储的方式，使用单个文件存储物体多视角图像数据。

7.如权利要求1所述的一种基于移动设备的3D成像方法，其特征在于，

所述步骤二中，采用网格矩阵对物体3D图片信息矩阵进行存储，每一个数据都代表其中一个方位角上的数据，其中横坐标代表横向排列的数据文件位置，图像数据存储单个网格视角上的图像数据，附加数据用以验证横向位置和纵向位置的准确性，同时确定上下左右四个相邻数据块所在的位置，纵坐标用来存储纵向位排列的数据文件位置。

8.如权利要求7所述的一种基于移动设备的3D成像方法，其特征在于，

对于采用网格矩阵对物体3D图片信息矩阵进行存储的方式，采用以下数据矩阵缓存模式：

网格数据，在加载其中一个模块的数据时，会同时加载上、下、左、右、左上、右上、左下、右下个角度上的数据缓存，用来加速数据的访问速度。

9.如权利要求7所述的一种基于移动设备的3D成像方法，其特征在于，

对于采用网格矩阵对物体3D图片信息矩阵进行存储的方式，使用多个文件存储物体多视角图像数据，每个文件之间使用其位置数据区块存储其在网格中的位置，并标示出其在整个网格中的上下左右各个方位的数据，同时使用该位置区块来验证其存在于网格中的位置。

10.如权利要求6或9所述的一种基于移动设备的3D成像方法，其特征在于，

所述文件包括以下部分：

文件头，文件头是一个文件的标志，用于区别其他文件格式；

信息块，保存有文件详细信息；

数据块，保存有整个矩阵的所有数据信息，按照序号或者坐标，依次存储每个图像信息；

附加数据块，用来保存文件的扩展信息；

文件的打开步骤包括：首先，读取文件头，对文件头进行解析，判断文件是否损坏和缺失；然后，读取文件信息，列出数据模块大小，并对文件进行验证；接下来，读取数据块，进行图像解析和展示；最后，读取附加数据。