CN108391115A - 基于电脑的3d影像成像方法及成像系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电脑的3D影像成像方法及成像系统，所述成像系统包括一个3D镜头以及一电脑，所述3D影像成像方法包括：所述3D镜头从不同拍摄位置拍摄一目标物体以获取若干3D影像，3D影像与所述拍摄位置一一对应；对于任意两个相邻拍摄位置分别对应的3D影像，识别两个所述3D影像上的特征点，将两个所述3D影像通过相同特征点重合的方式缝合。本发明的基于电脑的3D影像成像方法及成像系统不仅能够获取3D模型，并且方便快捷。而且能够使图像更加清晰，实现设备简单便宜。

Description

基于电脑的3D影像成像方法及成像系统

技术领域

本发明涉及一种基于电脑的3D影像成像方法及成像系统。

背景技术

3D摄像机，利用的是3D镜头制造的摄像机，通常具有两个摄像镜头以上，间距与人眼间距相近，能够拍摄出类似人眼所见的针对同一场景的不同图像。全息3D具有圆盘5镜头以上，通过圆点光栅成像或蔆形光栅全息成像可全方位观看同一图像，可如亲临其境。

第一台3D摄像机迄今3D革命全部围绕好莱坞重磅大片和重大体育赛事展开。随着3D摄像机的问世，这项技术距离家庭用户又近了一步。在这款摄像机推出以后，我们今后就可以用3D镜头捕捉人生每一个难忘瞬间，比如孩子迈出的第一步，大学毕业庆典等。

3D摄像机通常有两个以上镜头。3D摄像机本身的功能就像人脑一样，可以将两个镜头图像融合在一起，变成一个3D图像。这些图像可以在3D电视上播放，观众佩戴所谓的主动式快门眼镜即可观看，也可通过裸眼3D显示设备直接观看。3D快门式眼镜能够以每秒60次的速度令左右眼镜的镜片快速交错开关。这意味着每只眼睛看到的是同一场景的稍显不同的画面，所以大脑会由此以为其是在欣赏以3D呈现的单张照片。

现有的3D摄像机价格昂贵，经常会出现失真现象，影像不够清晰。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中3D摄像机价格昂贵，经常会出现失真现象，影像不够清晰的缺陷，提供一种能够获取3D模型，并且方便快捷。而且能够使图像更加清晰，实现设备简单便宜的基于电脑的3D影像成像方法及成像系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种基于电脑的3D影像成像方法，其特点在于，用于一成像系统，所述成像系统包括一个3D镜头以及一电脑，所述3D影像成像方法包括：

所述3D镜头从不同拍摄位置拍摄一目标物体以获取若干3D影像，3D影像与所述拍摄位置一一对应；

对于任意两个相邻拍摄位置分别对应的3D影像，识别两个所述3D影像上的特征点，将两个所述3D影像通过相同特征点重合的方式缝合。

较佳地，所述3D影像成像方法包括：

固定所述3D镜头，以所述目标物体摆设平面的垂线做轴旋转所述目标物体，所述垂线经过所述目标物体；

以预设规则依次激活3D镜头的快门以获取所述不同拍摄位置的3D影像。

较佳地，所述成像系统包括一支撑托盘，所述支撑托盘包括一盘面、一通过固定轴与所述盘面连接底座以及一设于所述盘面内的陀螺仪，所述盘面用于通过所述固定轴在所述底座上旋转，所述预设规则为：通过所述陀螺仪获取所述盘面的转动角度且所述3D镜头用于在转动角度达到预设角度时激活快门。

较佳地，所述3D影像成像方法包括：

对于一目标3D影像，所述电脑在目标3D影像中选取一特征点，并获取所述特征点到所述固定轴的轴线的距离及目标夹角，其中所述目标夹角为特征点到轴线投影点的连线与3D镜头和所述轴线所在平面的夹角；

在所述目标3D影像的下一幅3D影像中通过所述盘面的转动角度、特征点到所述轴线的距离及所述目标夹角确定下一幅3D影像中特征点的位置，将所述目标3D影像和目标3D影像的下一幅3D影像以所述特征点重合的方式缝合。

较佳地，每一3D影像均包括像素层及结构层，对于任意两个相邻拍摄位置分别对应的3D影像，所述3D影像成像方法包括：

在两个所述3D影像的结构层上识别至少3个峰值点；

将两个所述3D影像的结构层通过相同峰值点重合的方式缝合，所述峰值点包括凸点和凹点，两个所述3D影像的峰值点重合的数量至少为3个；

在缝合后的3D影像上贴附两个所述3D影像的像素层。

本发明还提供一种成像系统，其特点在于，所述成像系统包括一个3D镜头以及一电脑，

所述3D镜头用于从不同拍摄位置拍摄一目标物体以获取若干3D影像，3D影像与所述拍摄位置一一对应；

对于任意两个相邻拍摄位置分别对应的3D影像，所述电脑用于识别两个所述3D影像上的特征点，将两个所述3D影像通过相同特征点重合的方式缝合。

较佳地，电脑与所述3D镜头连接，所述成像系统获取目标物体的3D影像时，所述3D镜头用于被固定，以所述目标物体摆设平面的垂线做轴旋转所述目标物体，所述垂线经过所述目标物体；所述电脑用于以预设规则依次激活3D镜头的快门以获取所述不同拍摄位置的3D影像。

较佳地，所述成像系统包括一支撑托盘，所述支撑托盘包括一盘面、一通过固定轴与所述盘面连接底座以及一设于所述盘面内的陀螺仪，所述盘面用于通过所述固定轴在所述底座上旋转，所述预设规则为：通过所述陀螺仪获取所述盘面的转动角度且所述3D镜头用于在转动角度达到预设角度时被激活快门。

较佳地，对于一目标3D影像，所述电脑用于在目标3D影像中选取一特征点，并获取所述特征点到所述固定轴的轴线的距离及目标夹角，其中所述目标夹角为特征点到轴线投影点的连线与3D镜头和所述轴线所在平面的夹角；

所述电脑还用于在所述目标3D影像的下一幅3D影像中通过所述盘面的转动角度、特征点到所述轴线的距离及所述目标夹角确定下一幅3D影像中特征点的位置，将所述目标3D影像和目标3D影像的下一幅3D影像以所述特征点重合的方式缝合。

较佳地，每一3D影像均包括像素层及结构层，对于任意两个相邻拍摄位置分别对应的3D影像，所述电脑用于在两个所述3D影像的结构层上识别至少3个峰值点；

所述电脑还用于将两个所述3D影像的结构层通过相同峰值点重合的方式缝合，所述峰值点包括凸点和凹点，两个所述3D影像的峰值点重合的数量至少为3个，并在缝合后的3D影像上贴附两个所述3D影像的像素层。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：本发明的基于电脑的3D影像成像方法及成像系统不仅能够获取3D模型，并且方便快捷。而且能够使图像更加清晰，实现设备简单便宜。

附图说明

图1为本发明实施例1的3D影像成像方法的流程图。

图2为本发明实施例1的3D影像成像方法的另一流程图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本实施例提供一种成像系统，所述成像系统包括一个3D镜头以及一电脑。所述电脑与所述3D镜头连接并控制所述3D镜头的快门。本实施例中，所述电脑为x86计算机，所述3D镜头可以为所述x86计算机的外接或者內建镜头。

所述3D镜头用于从不同拍摄位置拍摄一目标物体以获取若干3D影像，3D影像与所述拍摄位置一一对应。

对于任意两个相邻拍摄位置分别对应的3D影像，所述电脑用于识别两个所述3D影像上的特征点，将两个所述3D影像通过相同特征点重合的方式缝合。

所述3D镜头包括一红外光束发射器、一红外线接收器以及一摄像头，所述红外光束发射器及红外线接收器用于生成3D影像的结构层，所述摄像头用于生成3D影像像素层。

通过家用电脑及一个3D镜头就能够构成一个物体的3D模型，通过在不同的位置拍摄物体的3D影像，将3D影像一点点拼接就能够构成所述3D模型，一种具体的拼接方式为，设置3D镜头的拍摄方向与所述物体的一个横截面平行，然后围绕所述物体在所述横截面上旋转一周拍摄多幅3D影像，就可以获取所述物体在横截面一周的3D模型。

特征点的识别可以先从一幅影像中选取若干特征点，然后在另一幅影像中识别所述若干特征点，将特征点对应的像素点重合然后缝合两个3D影像。

本实施例中，电脑与所述3D镜头无线连接，所述成像系统获取目标物体的3D影像时，所述3D镜头用于被固定，以所述目标物体摆设平面的垂线做轴旋转所述目标物体，所述垂线经过所述目标物体；所述电脑用于以预设规则依次激活3D镜头的快门以获取所述不同拍摄位置的3D影像。

具体的操作方式可以是将3D镜头固定，然后将物体放置在3D镜头的拍摄区域中(可以是桌面)，当拍摄一幅影像后，旋转所述物体，然后再次获取影像，以此类推获取多付用于缝合的3D影像。

为了方便用户拍摄，本实施例的成像系统还包括一支撑托盘，所述支撑托盘包括一盘面、一通过固定轴与所述盘面连接底座以及一设于所述盘面内的陀螺仪，所述盘面用于通过所述固定轴在所述底座上旋转，所述预设规则为：通过所述陀螺仪获取所述盘面的转动角度且所述3D镜头用于在转动角度达到预设角度时激活快门。

本实施例的盘面与底座之间的距离可以通过固定轴调节，方便拍摄所述物体各个纵向上的3D影像。

利用所述支撑托盘能够更快捷的获取3D模型，而且获取的影像更加的稳定清晰。

参见图1，利用上述成像系统，本实施例还提供一种3D影像成像方法，包括：

步骤100、所述3D镜头从不同拍摄位置拍摄一目标物体以获取若干3D影像，3D影像与所述拍摄位置一一对应。

步骤101对于任意两个相邻拍摄位置分别对应的3D影像，识别两个所述3D影像上的特征点，将两个所述3D影像通过相同特征点重合的方式缝合。

参见图2，步骤100中，从不同拍摄位置拍摄一目标物体通过下述具体的方法：

步骤1001、固定所述3D镜头，以所述目标物体摆设平面的垂线做轴旋转所述目标物体，所述垂线经过所述目标物体

步骤1002、以预设规则依次激活3D镜头的快门以获取所述不同拍摄位置的3D影像。

其中，步骤1002中所述预设规则为：通过所述陀螺仪获取所述盘面的转动角度且所述3D镜头用于在转动角度达到预设角度时被激活快门。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

本实施例的电脑还能够实现一种具体的影像缝合功能：

对于一目标3D影像，所述电脑用于在目标3D影像中选取一特征点，并获取所述特征点到所述固定轴的轴线的距离及目标夹角，其中所述目标夹角为特征点到轴线投影点的连线与3D镜头和所述轴线所在平面的夹角。

所述电脑还用于在所述目标3D影像的下一幅3D影像中通过所述盘面的转动角度、特征点到所述轴线的距离及所述目标夹角确定下一幅3D影像中特征点的位置，将所述目标3D影像和目标3D影像的下一幅3D影像以所述特征点重合的方式缝合。

在同一水平面上，通过3D镜头能够获取景深的特点，可以获取特征点到3D镜头的距离、3D镜头到所述轴线的距离以及特征点与镜头的连线到所述3D镜头与所述轴线的已知夹角，能够获取以镜头、特征点及轴线点的三角形的数据。

通过三角形的数据、盘面转动的角度以及特征点到轴线距离不变的特性，获取所述目标夹角、转动后特征点到镜头的距离，从而能够计算出转动后特征点的位置，标注所述位置就能够将所述目标3D影像和目标3D影像的下一幅3D影像在所述特征点处缝合。

进一步地，为了简化计算，目标3D影像中特征点选取为所述镜头与所述轴线连线上的像素点，这样所述三角形的一个角为0更方便计算。也方便计算特征点到所述轴线的距离。

利用本实施例的成像系统，本实施例的3D影像成像方法中的缝合方式具体包括：

对于一目标3D影像，所述电脑在目标3D影像中选取一特征点，并获取所述特征点到所述固定轴的轴线的距离及目标夹角，其中所述目标夹角为特征点到轴线投影点的连线与3D镜头和所述轴线所在平面的夹角；

在所述目标3D影像的下一幅3D影像中通过所述盘面的转动角度、特征点到所述轴线的距离及所述目标夹角确定下一幅3D影像中特征点的位置，将所述目标3D影像和目标3D影像的下一幅3D影像以所述特征点重合的方式缝合。

实施例3

本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

每一3D影像均包括像素层及结构层，对于任意两个相邻拍摄位置分别对应的3D影像，所述电脑用于在两个所述3D影像的结构层上识别至少3个峰值点；

所述电脑还用于将两个所述3D影像的结构层通过相同峰值点重合的方式缝合，所述峰值点包括凸点和凹点，两个所述3D影像的峰值点重合的数量至少为3个，并在缝合后的3D影像上贴附两个所述3D影像的像素层。

利用本实施例的成像系统，本实施例的3D影像成像方法中的缝合方式具体包括：

在两个所述3D影像的结构层上识别至少3个峰值点；

将两个所述3D影像的结构层通过相同峰值点重合的方式缝合，所述峰值点包括凸点和凹点，两个所述3D影像的峰值点重合的数量至少为3个；

在缝合后的3D影像上贴附两个所述3D影像的像素层。

通过结构层进行影像缝合更方便识别峰值点。能够显著提高运行速度，提高用户体验。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于电脑的3D影像成像方法，其特征在于，用于一成像系统，所述成像系统包括一个3D镜头以及一电脑，所述3D影像成像方法包括：

所述3D镜头从不同拍摄位置拍摄一目标物体以获取若干3D影像，3D影像与所述拍摄位置一一对应；

对于任意两个相邻拍摄位置分别对应的3D影像，识别两个所述3D影像上的特征点，将两个所述3D影像通过相同特征点重合的方式缝合。

2.如权利要求1所述的3D影像成像方法，其特征在于，所述3D影像成像方法包括：

固定所述3D镜头，以所述目标物体摆设平面的垂线做轴旋转所述目标物体，所述垂线经过所述目标物体；

以预设规则依次激活3D镜头的快门以获取所述不同拍摄位置的3D影像。

3.如权利要求2所述的3D影像成像方法，其特征在于，所述成像系统包括一支撑托盘，所述支撑托盘包括一盘面、一通过固定轴与所述盘面连接底座以及一设于所述盘面内的陀螺仪，所述盘面用于通过所述固定轴在所述底座上旋转，所述预设规则为：通过所述陀螺仪获取所述盘面的转动角度且所述3D镜头用于在转动角度达到预设角度时激活快门。

4.如权利要求3所述的3D影像成像方法，其特征在于，所述3D影像成像方法包括：

对于一目标3D影像，所述电脑在目标3D影像中选取一特征点，并获取所述特征点到所述固定轴的轴线的距离及目标夹角，其中所述目标夹角为特征点到轴线投影点的连线与3D镜头和所述轴线所在平面的夹角；

在所述目标3D影像的下一幅3D影像中通过所述盘面的转动角度、特征点到所述轴线的距离及所述目标夹角确定下一幅3D影像中特征点的位置，将所述目标3D影像和目标3D影像的下一幅3D影像以所述特征点重合的方式缝合。

5.如权利要求1所述的3D影像成像方法，其特征在于，每一3D影像均包括像素层及结构层，对于任意两个相邻拍摄位置分别对应的3D影像，所述3D影像成像方法包括：

在两个所述3D影像的结构层上识别至少3个峰值点；

将两个所述3D影像的结构层通过相同峰值点重合的方式缝合，所述峰值点包括凸点和凹点，两个所述3D影像的峰值点重合的数量至少为3个；

在缝合后的3D影像上贴附两个所述3D影像的像素层。

6.一种成像系统，其特征在于，所述成像系统包括一个3D镜头以及一电脑，

所述3D镜头用于从不同拍摄位置拍摄一目标物体以获取若干3D影像，3D影像与所述拍摄位置一一对应；

对于任意两个相邻拍摄位置分别对应的3D影像，所述电脑用于识别两个所述3D影像上的特征点，将两个所述3D影像通过相同特征点重合的方式缝合。

7.如权利要求6所述的成像系统，其特征在于，电脑与所述3D镜头连接，所述成像系统获取目标物体的3D影像时，所述3D镜头用于被固定，以所述目标物体摆设平面的垂线做轴旋转所述目标物体，所述垂线经过所述目标物体；所述电脑用于以预设规则依次激活3D镜头的快门以获取所述不同拍摄位置的3D影像。

8.如权利要求7所述的成像系统，其特征在于，所述成像系统包括一支撑托盘，所述支撑托盘包括一盘面、一通过固定轴与所述盘面连接底座以及一设于所述盘面内的陀螺仪，所述盘面用于通过所述固定轴在所述底座上旋转，所述预设规则为：通过所述陀螺仪获取所述盘面的转动角度且所述3D镜头用于在转动角度达到预设角度时被激活快门。

9.如权利要求8所述的成像系统，其特征在于，

对于一目标3D影像，所述电脑用于在目标3D影像中选取一特征点，并获取所述特征点到所述固定轴的轴线的距离及目标夹角，其中所述目标夹角为特征点到轴线投影点的连线与3D镜头和所述轴线所在平面的夹角；

所述电脑还用于在所述目标3D影像的下一幅3D影像中通过所述盘面的转动角度、特征点到所述轴线的距离及所述目标夹角确定下一幅3D影像中特征点的位置，将所述目标3D影像和目标3D影像的下一幅3D影像以所述特征点重合的方式缝合。

10.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，每一3D影像均包括像素层及结构层，对于任意两个相邻拍摄位置分别对应的3D影像，所述电脑用于在两个所述3D影像的结构层上识别至少3个峰值点；

所述电脑还用于将两个所述3D影像的结构层通过相同峰值点重合的方式缝合，所述峰值点包括凸点和凹点，两个所述3D影像的峰值点重合的数量至少为3个，并在缝合后的3D影像上贴附两个所述3D影像的像素层。