CN108665526A - 一种图像处理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种图像处理方法和系统。所述方法包括：获取课件中的目标图像，当该目标图像中包含三维模型的平面图像时，获取三维模型的参数信息，上述参数信息包括长度、位置、和颜色，以及根据该参数信息和三维模型数据库将平面图像重构成三维模型。本方案通过参数信息对教材课件中的平面图像进行建模，以生成三维模型，相对与二维平面图像，可以展示多角度的图形信息，便于理解和记忆，从而提高教学和学习的效率。并且通过本方案提供的图像处理方法，无需单独对每本书、或每个课件中的图像单独建模，节省社会资源，且建模效率高、准确度高。

Description

一种图像处理方法和系统

技术领域

本发明涉及数据处理领域，具体涉及一种图像处理方法和系统。

背景技术

人的双眼由于位置不同在对具有一定距离的物体进行观看时会产生视觉差异，正是这种视差让人们有了三维的感观效果。三维显示技术根据这一原理，通过将同时获取的双眼图像分别被对应的眼睛接收，从而产生三维效果。由于这一技术给人们带来了全新的立体观看体验，近年来人们对三维图像资源的需求也日渐增加。

人们在进行学习的过程中，往往都是通过教材来进行课堂理论授课或借助计算机辅助培训。课堂理论授课通常采用PPT等软件制作培训课件，培训课件通常以文字介绍为主，配以平面图或录制视频进行说明。而有些课程(比如空间几何)的教学则主要以多媒体的图形、图片、文字对知识点进行说明。

在传统授课时，图形、图片等大部分是二维图像形式，其生动性和逼真性难以吸引学员的注意力，并且对于涉及到空间几何一类的图像来说，传统的二维图像较为抽象，不便理解，影响学习效率。而对每本书、或每个课件中的图像单独建模，耗费社会资源，且建模效率低。

发明内容

本发明实施例提供一种图像处理方法和系统，可以将二维图像高效的转化为三维模型，有效提升了建模效率和准确度，且通过三维模型展示多角度的图形信息，便于理解和记忆，从而提高教学和学习的效率。

第一方面，本发明实施例提供一种图像处理方法，包括：

获取课件中的目标图像；

当所述目标图像中包含三维模型的平面图像时，获取所述三维模型的参数信息，所述参数信息包括长度、位置、和颜色；以及

根据所述参数信息和三维模型数据库将所述平面图像重构成所述三维模型。

第二方面，本发明实施例还提供了一种图像处理系统，包括：图像获取模块、判断模块、参数获取模块以及重构模块；

所述图像获取模块，用于获取课件中的目标图像；

所述判断模块，用于判断所述目标图像中是否包含三维模型的平面图像；

所述参数获取模块，用于当所述判断模块判断为是时，获取所述三维模型的参数信息，所述参数信息包括长度、位置、和颜色；

所述重构模块，根据所述参数信息和三维模型数据库将所述平面图像重构成所述三维模型。

本发明实施例提供的图像处理方法首先获取课件中的目标图像，当该目标图像中包含三维模型的平面图像时，获取三维模型的参数信息，上述参数信息包括长度、位置、和颜色，以及根据该参数信息和三维模型数据库将平面图像重构成三维模型。本方案通过参数信息对教材课件中的平面图像进行建模，以生成三维模型，相对与二维平面图像，更具有立体感，方便理解，从而提升学生的学习效率。通过本方案提供的图像处理方法，无需单独对每本书、或每个课件中的图像单独建模，节省社会资源，且建模效率高、准确度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本发明实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图。

图2为本发明实施例提供的另一种图像处理方法的流程示意图。

图3为本发明实施例提供的图像处理方法的场景示意图。

图4为本发明实施例提供的一种图像处理系统的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的另一种图像处理系统的结构示意图。

图6为本发明实施例提供的服务器结构示意图。

具体实施方式

请参照图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本发明的原理是以实施在一适当的运算环境中来举例说明。以下的说明是基于所例示的本发明具体实施例，其不应被视为限制本发明未在此详述的其它具体实施例。

在以下的说明中，本发明的具体实施例将参考由一部或多部计算机所执行的步骤及符号来说明，除非另有述明。因此，这些步骤及操作将有数次提到由计算机执行，本文所指的计算机执行包括了由代表了以一结构化型式中的数据的电子信号的计算机处理单元的操作。此操作转换该数据或将其维持在该计算机的内存系统中的位置处，其可重新配置或另外以本领域测试人员所熟知的方式来改变该计算机的运作。该数据所维持的数据结构为该内存的实体位置，其具有由该数据格式所定义的特定特性。但是，本发明原理以上述文字来说明，其并不代表为一种限制，本领域测试人员将可了解到以下所述的多种步骤及操作亦可实施在硬件当中。

本发明的原理使用许多其它泛用性或特定目的运算、通信环境或组态来进行操作。所熟知的适合用于本发明的运算系统、环境与组态的范例可包括(但不限于)手持电话、个人计算机、服务器、多处理器系统、微电脑为主的系统、主架构型计算机、及分布式运算环境，其中包括了任何的上述系统或装置。

以下将分别进行详细说明。

本实施例将从图像处理系统的角度进行描述，该装置具体可以集成在终端中。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图，本实施例的图像处理方法包括：

步骤S101，获取课件中的目标图像。

具体的，提取教材课件当中的全部图像，然后在上述全部图像当中确定目标图像。比如，对教材书籍或PPT课件的每一页进行扫描，以提取全部的图像，然后再选取目标图像。这样做的目的是因为并非所有的图像都需要建立三维模型，例如在几何教材书籍当中，除了一些几何图形之外，还可能有一些无关的图片，若进一步获取去参数信息则会浪费资源，且这些图片并不需要建立三维模型。

其中，从全部图像中确定目标图像的方法可以有多种，比如可以获取图像的轨迹信息，根据该轨迹信息判断上述图像是否为几何图像，若是，则确定为目标图像。进一步的，在确定上述图像为几何图像之后，还可以进一步判断该图像为二维平面图像还是三维空间图像，若为二维平面图像则并不需要制作三维模型，也即不需要确定为目标图像；若为三维空间图像则将该图像确定为目标图像。

步骤S102，当目标图像中包含三维模型的平面图像时，获取三维模型的参数信息。

在本发明实施例当中，当获取到上述目标图像之后，可以判断该目标图像当中是否包含三维模型的平面图像，若包含，则可以进一步获取该三维模型的参数信息。上述参数信息可以包括长度、位置、和颜色等信息。当然，在其他实施例当中，该参数信息还可以包括其他的属性信息，本发明对此不作进一步限定。

其中，上述判断该目标图像当中是否包含三维模型的平面图像的方法可以有多种，比如可以根据该目标图像的标识，判断数据库中是否存在该目标图像的标识与三维模型之间的对应关系，如果存在，则辨别出该目标图像包含有三维模型；如果不存在，则辨别出该目标图像中未包含有三维模型。

步骤S103，根据参数信息和三维模型数据库将平面图像重构成三维模型。

在本发明实施例当中，可以预先设置一些较为常见的三维模型，比如球形、正方体、长方体、圆锥体、圆柱体等等模型。在重构三维模型时可以将对应的参数信息带入上述模型即可。比如若需要构建的模型为一个长方体，则可以获取该长方体的参数信息，具体包括长度、高度以及宽度，并将上述参数信息带入到长方体的三维模型当中，即可得到需要的三维模型。

由上可知，本发明实施例提供的图像处理方法首先获取课件中的目标图像，当该目标图像中包含三维模型的平面图像时，获取三维模型的参数信息，上述参数信息包括长度、位置、和颜色，以及根据该参数信息和三维模型数据库将平面图像重构成三维模型。本方案通过参数信息对教材课件中的平面图像进行建模，以生成三维模型，相对与二维平面图像，更具有立体感，方便理解，从而提升学生的学习效率。通过本方案提供的图像处理方法，无需单独对每本书、或每个课件中的图像单独建模，节省社会资源，且建模效率高、准确度高。

根据上一实施例的描述，以下将以具体的实施例来说明本发明的图像处理方法。

请参阅图2，图2为本发明实施例提供的另一种图像处理方法的流程示意图，包括：

步骤S201，获取课件当中的全部图像，以得到图像集合。

比如，对教材书籍或PPT课件的每一页都进行扫描，以提取全部的图像，从而得到图像集合。

步骤S202，判断图像集合中的图像是否包含特征标识，若是，则执行步骤S203，若否，则结束流程。

考虑到并非所有的图票都有必要建立三维模型，比如教材中的一些无关紧要的插图等，所以需要在上述图像几何当中进一步确定目标图像。具体可以通过判断图像集合中的图像是否包含特征标识。若确定图像当中包含上述标识，则确定该图像为目标图像，否则不是目标图像。

步骤S203，确定上述图像为目标图像，并获取该目标图像中的特征标识。

步骤S204，判断预设三维模型集合当中是否存在与目标图像中的特征标识相对应的样本标识，若是，则执行步骤S205，若否，则结束流程。

在确定该图像为目标图像之后，还需要进一步判断该目标图像是否可以建立三维模型，具体可以获取目标图像的特征标识，然后进一步判断预设三维模型集合当中是否存在与目标图像中的特征标识相对应的样本标识，若是，则确定该目标图像当中包含三维模型。

步骤S205，确定目标图像中包含三维模型，并获取该三维模型的参数信息。

其中，上述参数信息可以包括长度、位置、和颜色等信息。当然，在其他实施例当中，该参数信息还可以包括其他的属性信息，本发明对此不作进一步限定。

步骤S206，根据参数信息获取三维模型对应的位置坐标信息。

比如，若上述三维模型是一个长宽高分别为10cm的正方体，则可以以正方体的某个点为原点建立空间坐标系，当然步骤S205中获取到的参数信息也可以包括该正方体模型的边长参数。于是可以分别计算该正方体模型每个定点的坐标(x，y，z)。

步骤S207，根据位置坐标信息和三维模型数据库将平面图像重构成三维模型。

具体的，可以在步骤S206中建立的坐标系中，根据上述坐标信息重构三维模型。在本发明实施例当中，可以预先设置一些常见的三维模型，在后续重构三维模型时只需根据与预设三位模型和参数信息进行重构即可，可加快重构三维模型的效率。

步骤S208，对三维模型进行图形渲染，以得到三维图像，并投射至屏幕当中。

在本发明实施例当中，建立三维模型后还可以对该模型进行图像渲染，通过图像渲染最终使图像符合3D场景的阶段。渲染有多种软件，如：各CG软件自带渲染引擎，还有诸如RenderMan等。图像渲染可以包括光效效果处理、纹理填充、分层云彩等。

此外，在得到三维图像后，还可以将加载了该三维模型的图像投影至球体模型，从而可以实现针对该三维模型进行360°浏览。或是投射至屏幕后用户通过佩戴虚拟现实(VR)设备进行观看，以得到3D效果。

如图3所示，图3为本发明实施例提供的图像处理方法的场景示意图。

其中，31为课件，该课件比如为教材书籍或是教材所对应的PPT。32可以为扫描仪，可以获取书本当中的图像。33为服务器，用来处理目标图像以及重构三维图像等。34为显示设备，比如手机、平板电脑、个人电脑等等具有显示屏的电子设备。

由上可知，本发明实施例提供的图像处理方法首先获取课件当中的全部图像，以得到图像集合，判断图像集合中的图像是否包含特征标识，若是，则确定上述图像为目标图像，并获取该目标图像中的特征标识，判断预设三维模型集合当中是否存在与目标图像中的特征标识相对应的样本标识，若是，则确定目标图像中包含三维模型，并获取该三维模型的参数信息，根据参数信息获取三维模型对应的位置坐标信息，根据位置坐标信息和三维模型数据库将平面图像重构成三维模型，对三维模型进行图形渲染，以得到三维图像，并投射至屏幕当中。本方案通过参数信息对教材课件中的平面图像进行建模，以生成三维模型，通过本方案提供的图像处理方法，无需单独对每本书、或每个课件中的图像单独建模，节省社会资源，且建模效率高，并且能使用户直观的观察上述三维模型，提升了教材中图像的真实感和立体层次感，相对与二维平面图像，更加便于理解，从而提升学生的学习效率。

为了便于更好的实施本发明实施例提供的图像处理方法，本发明实施例还提供了一种基于上述图像处理方法的装置。其中名词的含义与上述图像处理方法中相同，具体实现细节可以参考方法实施例中的说明。

请参阅图4，图4为本发明实施例提供的一种图像处理系统的结构示意图，该图像处理系统30包括：图像获取模块301、判断模块302、参数获取模块303以及重构模块304；

该图像获取模块301，用于获取课件中的目标图像；

该判断模块302，用于判断所述目标图像中是否包含三维模型的平面图像；

该参数获取模块303，用于当所述判断模块302判断为是时，获取所述三维模型的参数信息，所述参数信息包括长度、位置、和颜色；

该重构模块304，根据参数信息和三维模型数据库将所述平面图像重构成所述三维模型。

进一步的，如图5所示，在该图像处理系统当中，图像获取模块301可以具体包括：图像获取子模块3011、第一判断子模块3012以及第一确定子模块3013；

该图像获取子模块3011，用于获取课件当中的全部图像，以得到图像集合；

该第一判断子模块3012，用于判断图像集合中的图像是否包含特征标识；

该第一确定子模块3013，用于当所述第一判断子模块3012判断为是时，确定所述图像为目标图像。

进一步的，判断模块302可以具体包括：标识获取子模块3021、第二判断子模块3022以及第二确定子模块3023；

该标识获取子模块3021，用于获取所述目标图像中的所述特征标识；

该第二判断子模块3022，用于判断预设三维模型集合当中是否存在与所述目标图像中的特征标识相对应的样本标识；

该第二确定子模块3023，用于当所述第二判断子模块3022判断为是时，确定所述目标图像中包含三维模型。

进一步的，重构模块304可以具体包括：坐标获取子模块3041和重构子模块3042；

该坐标获取子模块3041，用于根据所述参数信息获取所述三维模型对应的位置坐标信息；

该重构子模块3042，根据所述位置坐标信息和三维模型数据库将所述平面图像重构成所述三维模型。

在其他实施例当中，上述图像处理系统30还可以包括：渲染模块和投射模块；

该渲染模块，用于在所述重构模块根据所述参数信息和三维模型数据库将所述平面图像重构成所述三维模型之后，对所述三维模型进行图形渲染，以得到三维图像；

该投射模块，用于将所述渲染后的三维图像投射至屏幕中。

由上可知，本发明实施例提供的图像处理系统可以由图像获取模块301获取课件中的目标图像，当判断模块302确定该目标图像中包含三维模型的平面图像时，参数获取模块303获取三维模型的参数信息，上述参数信息包括长度、位置、和颜色，最后由重构模块304根据该参数信息和三维模型数据库将平面图像重构成三维模型。本方案通过参数信息对教材课件中的平面图像进行建模，以生成三维模型，相对与二维平面图像，更具有立体感，方便理解，从而提升学生的学习效率。通过本方案提供的图像处理方法，无需单独对每本书、或每个课件中的图像单独建模，节省社会资源，且建模效率高、准确度高。

相应的，本发明实施例还提供一种服务器500，如图6所示，该服务器500包括射频(RF，Radio Frequency)电路501、包括有一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器502、输入单元503、电源504、无线保真(WiFi，Wireless Fidelity)模块505、包括有一个或者一个以上处理核心的处理器506等部件。本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构并不构成对服务器构成限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

射频电路501可用于收发信息，或通话过程中信号的接收和发送，特别地，将基站的下行信息接收后，交由一个或者一个以上处理器506处理；另外，将涉及上行的数据发送给基站。通常，射频电路501包括但不限于天线、至少一个放大器、调谐器、一个或多个振荡器、用户身份模块(SIM，Subscriber Identity Module)卡、收发信机、耦合器、低噪声放大器(LNA，Low Noise Amplifier)、双工器等。此外，射频电路501还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。该无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于全球移动通讯系统(GSM，Global System of Mobile communication)、通用分组无线服务(GPRS，GeneralPacket Radio Service)、码分多址(CDMA，Code Division Multiple Access)、宽带码分多址(WCDMA，Wideband Code Division Multiple Access)、长期演进(LTE，Long TermEvolution)、电子邮件、短消息服务(SMS，Short Messaging Service)等。

存储器502可用于存储应用程序和数据。存储器502存储的应用程序中包含有可执行代码。应用程序可以组成各种功能模块。处理器506通过运行存储在存储器502的应用程序，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器502可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据服务器的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器502可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器502还可以包括存储器控制器，以提供处理器506和输入单元503对存储器502的访问。

输入单元503可用于接收其他设备发送的信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。再将输入的信息送给处理器506，并能接收处理器506发来的命令并加以执行。输入单元503还可以包括其他输入设备。具体地，其他输入设备可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、鼠标、操作杆等中的一种或多种。

服务器还包括给各个部件供电的电源504(比如电池)。优选的，电源可以通过电源管理系统与处理器506逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源504还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。

无线保真(WiFi)属于短距离无线传输技术，服务器通过无线保真模块505可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图6示出了无线保真模块505，但是可以理解的是，其并不属于服务器的必须构成部分，完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。

处理器506是服务器的控制中心，利用各种接口和线路连接整个服务器的各个部分，通过运行或执行存储在存储器502内的应用程序，以及调用存储在存储器502内的数据，执行服务器的各种功能和处理数据，从而对服务器进行整体监控。可选的，处理器506可包括一个或多个处理核心；优选的，处理器506可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器506中。

处理器506用于实现以下功能：获取课件中的目标图像，当该目标图像中包含三维模型的平面图像时，获取三维模型的参数信息，上述参数信息包括长度、位置、和颜色，以及根据该参数信息和三维模型数据库将平面图像重构成三维模型。

具体实施时，以上各个模块可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个模块的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。

需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读存储介质中，如存储在终端的存储器中，并被该终端内的至少一个处理器执行，在执行过程中可包括如信息发布方法的实施例的流程。其中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read OnlyMemory)、随机存取记忆体(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例提供的一种图像处理方法和系统进行了详细介绍，其各功能模块可以集成在一个处理芯片中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种图像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取课件中的目标图像；

当所述目标图像中包含三维模型的平面图像时，从所述平面图像中获取所述三维模型的参数信息，所述参数信息包括长度、位置、和颜色；以及

根据所述参数信息和三维模型数据库将所述平面图像重构成所述三维模型。

2.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述获取课件中的目标图像的步骤具体包括：

获取所述课件当中的全部图像，以得到图像集合；

判断所述图像集合中的图像是否包含特征标识；

若是，则确定所述图像为目标图像。

3.如权利要求2所述的图像处理方法，其特征在于，所述当所述目标图像中包含三维模型的平面图像时，从所述平面图像中获取所述三维模型的参数信息的步骤具体包括：

获取所述目标图像中的所述特征标识；

判断预设三维模型集合当中是否存在与所述目标图像中的特征标识相对应的样本标识；

若是，则确定所述目标图像中包含三维模型，并执行从所述平面图像中获取所述三维模型的参数信息的步骤。

4.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述根据所述参数信息和三维模型数据库将所述平面图像重构成所述三维模型的步骤具体包括：

根据所述参数信息获取所述三维模型对应的位置坐标信息；

根据所述位置坐标信息和三维模型数据库将所述平面图像重构成所述三维模型。

5.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，在所述根据所述参数信息和三维模型数据库将所述平面图像重构成所述三维模型之后，所述方法还包括：

对所述三维模型进行图形渲染，以得到三维图像；

将所述渲染后的三维图像投射至屏幕中。

6.一种图像处理系统，其特征在于，包括：图像获取模块、判断模块、参数获取模块以及重构模块；

所述图像获取模块，用于获取课件中的目标图像；

所述判断模块，用于判断所述目标图像中是否包含三维模型的平面图像；

所述参数获取模块，用于当所述判断模块判断为是时，从所述平面图像中获取所述三维模型的参数信息，所述参数信息包括长度、位置、和颜色；

所述重构模块，根据所述参数信息和三维模型数据库将所述平面图像重构成所述三维模型。

7.如权利要求6所述的图像处理系统，其特征在于，所述图像获取模块具体包括：图像获取子模块、第一判断子模块以及第一确定子模块；

所述图像获取子模块，用于获取所述课件当中的全部图像，以得到图像集合；

所述第一判断子模块，用于判断所述图像集合中的图像是否包含特征标识；

所述第一确定子模块，用于当所述第一判断子模块判断为是时，确定所述图像为目标图像。

8.如权利要求7所述的图像处理系统，其特征在于，所述判断模块具体包括：标识获取子模块、第二判断子模块以及第二确定子模块；

所述标识获取子模块，用于获取所述目标图像中的所述特征标识；

所述第二判断子模块，用于判断预设三维模型集合当中是否存在与所述目标图像中的特征标识相对应的样本标识；

所述第二确定子模块，用于当所述第二判断子模块判断为是时，确定所述目标图像中包含三维模型。

9.如权利要求6所述的图像处理系统，其特征在于，所述重构模块具体包括：坐标获取子模块和重构子模块；

所述坐标获取子模块，用于根据所述参数信息获取所述三维模型对应的位置坐标信息；

所述重构子模块，根据所述位置坐标信息和三维模型数据库将所述平面图像重构成所述三维模型。

10.如权利要求6所述的图像处理系统，其特征在于，所述系统还包括：渲染模块和投射模块；

所述渲染模块，用于在所述重构模块根据所述参数信息和三维模型数据库将所述平面图像重构成所述三维模型之后，对所述三维模型进行图形渲染，以得到三维图像；

所述投射模块，用于将所述渲染后的三维图像投射至屏幕中。