CN112085650A - 图像处理方法、装置、存储介质及计算机设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种图像处理方法、装置、存储介质及计算机设备，该方法包括：获取子图像，所述子图像由图片采集装置相对于目标物体每间隔转动预设角度时采集得到，目标物体与图片采集装置之间保持相对转动运动，且图片采集装置连续采集子图像，直至各子图像分别包含全景视角下的目标物体图像的所有局部图像；截取各子图像的中心区域，根据相邻两子图像截取区域的灰度信息部分重叠进行拼接处理，获得所述目标物体的二维展开图。本发明能够解决现有技术数据处理量大，处理周期长的问题。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种图像处理方法、装置、存储介质及计算机设备。
背景技术
在增强现实(Augmented Reality，简称AR)的应用中，经常需要得到三维物体的二维图像，对于有三维模型的物体，通常是将三维模型导入到大型的三维建模软件，比如MAYA、3ds max、犀牛等，利用软件的展开功能，将三维物体的UV进行展开，得到二维图像。
但对于没有三维模型的物体，现有技术主要是通过三维扫描仪对物体进行扫描，再通过逆向建模得到物体的三维模型，然后再导入到三维建模软件中进行UV展开，得到二维图像。这种方式虽然能够得到二维图像，但需要逆向建模、且依赖大型的三维建模软件，数据处理量大，处理周期长。
且在三维建模软件进行UV展开，模型中本来不必要展开的细节也会被软件自动展开，导致出现很多不需要的图像，影响使用效果。
发明内容
为此，本发明的一个目的在于提出一种图像处理方法，以解决现有技术数据处理量大，处理周期长的问题。
本发明提供一种图像处理方法，包括：
获取子图像，所述子图像由图片采集装置相对于目标物体每间隔转动预设角度时采集得到，目标物体与图片采集装置之间保持相对转动运动，且图片采集装置连续采集子图像，直至各子图像分别包含全景视角下的目标物体图像的所有局部图像；
截取各子图像的中心区域，根据相邻两子图像截取区域的灰度信息部分重叠进行拼接处理，获得所述目标物体的二维展开图。
根据本发明提供的图像处理方法，利用图片采集装置采集不同视角的下，三维物体的图像，然后截取各子图像的中心区域，最后根据相邻两子图像截取区域的灰度信息部分重叠进行拼接处理，从而得到目标物体的二维展开图，本发明无需逆向建模、且不依赖大型的三维建模软件，数据处理量小，能够快速获取到三维物体的二维图像。
另外，根据本发明上述的图像处理方法，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，根据相邻两子图像截取区域的灰度信息部分重叠进行拼接处理的步骤包括：
对于任一子图像，读取该子图像中心区域的灰度值、以及下一个旋转角度对应的子图像中心区域的灰度值；
根据上述两子图像重叠部分每个像素点的灰度值，得到平均灰度值，将所述平均灰度值作为上述两子图像重叠部分像素点的灰度值。
进一步地，根据上述两子图像重叠部分每个像素点的灰度值，得到平均灰度值的步骤包括：
将上述两子图像重叠部分每个像素点的灰度值相加并除以2，得到平均灰度值。
进一步地，所述方法还包括：
在每一子图像中截取中心区域的位置信息和灰度信息，且对于任一子图像，截取的区域与下一个旋转角度对应的子图像的截取区域有部分重叠；
根据所述位置信息和所述灰度信息对所有的子图像进行拼接，以得到所述目标物体的二维展开图。
进一步地，所述方法还包括：
控制伺服电机每间隔预设角度旋转一次，所述伺服电机用于带动旋转平台转动，所述旋转平台上放置所述目标物体，所述目标物体跟随所述旋转平台一起旋转，所述伺服电机旋转角度的总和为360°。
本发明的另一个目的在于提出一种图像处理装置，以解决现有技术数据处理量大，处理周期长的问题。
本发明提供一种图像处理装置，包括：
获取模块，用于获取子图像，所述子图像由图片采集装置相对于目标物体每间隔转动预设角度时采集得到，目标物体与图片采集装置之间保持相对转动运动，且图片采集装置连续采集子图像，直至各子图像分别包含全景视角下的目标物体图像的所有局部图像；
截取拼接模块，用于截取各子图像的中心区域，根据相邻两子图像截取区域的灰度信息部分重叠进行拼接处理，获得所述目标物体的二维展开图。
根据本发明提供的图像处理装置，利用图片采集装置采集不同视角的下，三维物体的图像，然后截取各子图像的中心区域，最后根据相邻两子图像截取区域的灰度信息部分重叠进行拼接处理，从而得到目标物体的二维展开图，本发明无需逆向建模、且不依赖大型的三维建模软件，数据处理量小，能够快速获取到三维物体的二维图像。
另外，根据本发明上述的图像处理装置，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述截取拼接模块具体用于：
对于任一子图像，读取该子图像中心区域的灰度值、以及下一个旋转角度对应的子图像中心区域的灰度值；
根据上述两子图像重叠部分每个像素点的灰度值，得到平均灰度值，将所述平均灰度值作为上述两子图像重叠部分像素点的灰度值。
进一步地，所述截取拼接模块具体用于：
将上述两子图像重叠部分每个像素点的灰度值相加并除以2，得到平均灰度值。
进一步地，所述截取拼接模块还用于：
在每一子图像中截取中心区域的位置信息和灰度信息，且对于任一子图像，截取的区域与下一个旋转角度对应的子图像的截取区域有部分重叠；
根据所述位置信息和所述灰度信息对所有的子图像进行拼接，以得到所述目标物体的二维展开图。
进一步地，所述装置还包括：
控制模块，用于控制伺服电机每间隔预设角度旋转一次，所述伺服电机用于带动旋转平台转动，所述旋转平台上放置所述目标物体，所述目标物体跟随所述旋转平台一起旋转，所述伺服电机旋转角度的总和为360°。
本发明还提出一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本发明还提出一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法的步骤。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施例了解到。
附图说明
本发明实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明第一实施例的图像处理方法的流程图；
图2是根据本发明第一实施例的图像处理方法的实现原理示意图；
图3是相机对花瓶进行拍摄得到的某一子图像；
图4是对图3中的照片进行区域划分的示意图；
图5是图4中的各区域内各个像素点的位置和灰度信息表；
图6是在每隔30°旋转一次的情况下，拼接得到的二维展开图；
图7是在每隔1°旋转一次的情况下，拼接得到的二维展开图；
图8是根据本发明第二实施例的图像处理装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
请参阅图1，本发明第一实施例提出的图像处理方法，包括步骤S101~S102。
S101，获取子图像，所述子图像由图片采集装置相对于目标物体每间隔转动预设角度时采集得到，目标物体与图片采集装置之间保持相对转动运动，且图片采集装置连续采集子图像，直至各子图像分别包含全景视角下的目标物体图像的所有局部图像。
其中，请参阅图2，在具体实施时，需要借助计算机、图片采集装置、伺服电机和旋转平台，本实施例提供的图像处理方法的执行主体为计算机，计算机一般包含处理器和显示器，处理器用来获取图片采集装置的拍摄数据，并处理这些数据，显示器显示处理器处理的内容，方便操作者进行数据处理，另外处理器还控制伺服电机的转动与停止，包括电机转动的速度，角度和转动的位置；图片采集装置用来拍摄三维的目标物体，得到初始的二维图像，即子图像，图片采集装置可以为黑白相机，也可以为彩色相机；伺服电机负责提供旋转动力，旋转带动平台进行转动，伺服电机可以配合减速器使用，降低电机转动的速度，旋转平台用来摆放目标物体，固定目标物体，保证目标物体跟随旋转平台一起旋转。目标物体与图片采集装置之间保持相对转动运动，转动时，图片采集装置相对于目标物体每间隔转动预设角度（例如每间隔30°）对目标物体进行图像采集，目标物体与图片采集装置之间保持相对转动运动，且图片采集装置连续采集子图像，直至各子图像分别包含全景视角下的目标物体图像的所有局部图像。即计算机控制伺服电机旋转角度的总和为360°。例如，计算机控制伺服电机每间隔30°旋转一次，则需旋转12次。
伺服电机每旋转一次，图像采集装置对目标物体进行一次拍摄，因此，得到的子图像与旋转角度是一一对应的。
其中，本实施例中，目标物体以花瓶为例进行说明，花瓶的高度为40cm，最大的宽度为20cm，最大的长度为20cm，该花瓶有一个中心轴，花瓶可以绕中心轴进行旋转，瓶身部分有凸起，具体实施时，可以限制目标物体的表面凸起厚度不大即可。
图像采集装置采用500万像素的黑白相机，相机距离花瓶正中心1米远处，调整相机的高度，保证相机能拍摄到整个花瓶，设定拍摄的分辨率为2448*2048，控制伺服电机每次转动30°，相机拍摄一次，一共拍摄12个子图像就可以把花瓶360°全视角拍摄完成。每一子图像对应一个旋转角度，例如，第1个子图像对应的旋转角度为0°（或360°），第2个子图像对应的旋转角度为30°，以此类推，第12个子图像对应的旋转角度为330°。
图像采集装置会将拍摄得到的12个子图像发送至计算机。
S102，截取各子图像的中心区域，根据相邻两子图像截取区域的灰度信息部分重叠进行拼接处理，获得所述目标物体的二维展开图。
具体的，计算机会在每张子图像中截取中心区域的灰度信息，且对于任一子图像，截取的区域与下一个旋转角度对应的子图像的截取区域有部分重叠。
其中，计算机在每张子图像中截取中心区域的灰度信息时，截取的区域范围以及形状可以预先设定，例如截取整张照片中心的1/6的方形区域，方形区域便于后续拼接，且每一子图像截取的位置以及范围大小是相同的。
对于任一子图像，截取的区域与下一个旋转角度对应的子图像的截取区域有部分重叠，这样不会造成信息丢失，例如第1个子图像截取的区域与第2个子图像截取的区域有部分重叠，第2个子图像截取的区域与第3个子图像截取的区域有部分重叠，以此类推，第11个子图像截取的区域与第12个子图像截取的区域有部分重叠。
此外，具体实施时，除了在每个子图像中截取中心区域的灰度信息外，还可以在每个子图像中截取中心区域的位置信息，位置信息能够在后续拼接过程中标记各个子图像的位置和顺序。
需要指出的是，在拍照时要保证灯光照射在花瓶上的光照均匀度，减少外部光线不均匀造成相机采集灰度信息不正确，也就是不管瓶子如何转动，瓶子上每个点的灰度是一个定值，它不会随着瓶子的转动的位置而改变，对于相机每次拍摄的图片，都可以通过计算机读取到图片每个点的位置和灰度信息。
例如，图3是相机对花瓶进行拍摄得到的某一子图像，由于每张图的像素点为500万，所以本实施例中只以截取部分像素点的位置和灰度进行示意，如图4所示，将该图3中的照片分成48*64=3072个区域，每个区有51*32=1632个像素点，以此可以得到各个像素点的位置和灰度信息表（如图5所示），表中，（X,Y）代表像素点的坐标，也就是表格中的第一行和第一列，其他的数值则是该坐标像素点的灰度值。
每一子图像中，花瓶实际只占每张图片的一小部分，图片中的其他点的像素主要用来作为参考，由于是30°旋转一次，一共有12个子图像，因此目标物体花瓶相当于被均匀地分成了12等分。
然后根据灰度信息对所有的子图像进行拼接，以得到所述目标物体的二维展开图。
其中，根据灰度信息对所有的子图像进行拼接的步骤包括：
对于任一子图像，读取该子图像中心区域的灰度值、以及下一个旋转角度对应的子图像中心区域的灰度值；
根据上述两个子图像重叠部分每个像素点的灰度值，得到平均灰度值，将所述平均灰度值作为上述两子图像重叠部分像素点的灰度值。
具体的，根据上述两子图像重叠部分每个像素点的灰度值，得到平均灰度值的步骤包括：
将上述两子图像重叠部分每个像素点的灰度值相加并除以2，得到平均灰度值，通过该种方式得到的平均灰度值更加准确，减少误差。
根据计算得到的平均灰度值就能够将12个子图像进行拼接，从而得到花瓶的二维展开图。
此外，还可以根据位置信息和灰度信息对所有的子图像进行拼接，以得到所述目标物体的二维展开图，位置信息用来确定各个子图像的位置和顺序，提升拼接的准确度和效率。
由于本实施例中，是每隔30°旋转一次，请参阅图6，拼接得到的二维展开图有比较明显的拼接缝。若减少旋转角度，例如，每隔1°旋转，得到360个子图像，再采用上述方法进行拼接，如图7所示，能够有效减轻二维展开图中的拼接缝，提升图像质量。
根据本实施例的图像处理方法，利用图片采集装置采集不同视角的下，三维物体的图像，然后截取各子图像的中心区域，最后根据相邻两子图像截取区域的灰度信息部分重叠进行拼接处理，从而得到目标物体的二维展开图，本发明无需逆向建模、且不依赖大型的三维建模软件，数据处理量小，能够快速获取到三维物体的二维图像。
请参阅图8，基于同一发明构思，本发明第二实施例提出的图像处理装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取子图像，所述子图像由图片采集装置相对于目标物体每间隔转动预设角度时采集得到，目标物体与图片采集装置之间保持相对转动运动，且图片采集装置连续采集子图像，直至各子图像分别包含全景视角下的目标物体图像的所有局部图像；
截取拼接模块，用于截取各子图像的中心区域，根据相邻两子图像截取区域的灰度信息部分重叠进行拼接处理，获得所述目标物体的二维展开图。
本实施例中，所述截取拼接模块具体用于：
对于任一子图像，读取该子图像中心区域的灰度值、以及下一个旋转角度对应的子图像中心区域的灰度值；
根据上述两子图像重叠部分每个像素点的灰度值，得到平均灰度值，将所述平均灰度值作为上述两子图像重叠部分像素点的灰度值。
本实施例中，所述截取拼接模块具体用于：
将上述两子图像重叠部分每个像素点的灰度值相加并除以2，得到平均灰度值。
本实施例中，所述截取拼接模块还用于：
在每一子图像中截取中心区域的位置信息和灰度信息，且对于任一子图像，截取的区域与下一个旋转角度对应的子图像的截取区域有部分重叠；
根据所述位置信息和所述灰度信息对所有的子图像进行拼接，以得到所述目标物体的二维展开图。
本实施例中，所述装置还包括：
控制模块，用于控制伺服电机每间隔预设角度旋转一次，所述伺服电机用于带动旋转平台转动，所述旋转平台上放置所述目标物体，所述目标物体跟随所述旋转平台一起旋转，所述伺服电机旋转角度的总和为360°。
根据上述的图像处理装置，利用图片采集装置采集不同视角的下，三维物体的图像，然后截取各子图像的中心区域，最后根据相邻两子图像截取区域的灰度信息部分重叠进行拼接处理，从而得到目标物体的二维展开图，本发明无需逆向建模、且不依赖大型的三维建模软件，数据处理量小，能够快速获取到三维物体的二维图像。
此外，本发明的实施例还提出一种存储介质，具体是可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一实施例中所述方法的步骤。
此外，本发明的实施例还提出一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一实施例中所述方法的步骤。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种图像处理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取子图像，所述子图像由图片采集装置相对于目标物体每间隔转动预设角度时采集得到，目标物体与图片采集装置之间保持相对转动运动，且图片采集装置连续采集子图像，直至各子图像分别包含全景视角下的目标物体图像的所有局部图像；
截取各子图像的中心区域，根据相邻两子图像截取区域的灰度信息部分重叠进行拼接处理，获得所述目标物体的二维展开图。
2.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，根据相邻两子图像截取区域的灰度信息部分重叠进行拼接处理的步骤包括：
对于任一子图像，读取该子图像中心区域的灰度值、以及下一个旋转角度对应的子图像中心区域的灰度值；
根据上述两子图像重叠部分每个像素点的灰度值，得到平均灰度值，将所述平均灰度值作为上述两子图像重叠部分像素点的灰度值。
3.根据权利要求2所述的图像处理方法，其特征在于，根据上述两子图像重叠部分每个像素点的灰度值，得到平均灰度值的步骤包括：
将上述两子图像重叠部分每个像素点的灰度值相加并除以2，得到平均灰度值。
4.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述方法还包括：
在每一子图像中截取中心区域的位置信息和灰度信息，且对于任一子图像，截取的区域与下一个旋转角度对应的子图像的截取区域有部分重叠；
根据所述位置信息和所述灰度信息对所有的子图像进行拼接，以得到所述目标物体的二维展开图。
5.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制伺服电机每间隔预设角度旋转一次，所述伺服电机用于带动旋转平台转动，所述旋转平台上放置所述目标物体，所述目标物体跟随所述旋转平台一起旋转，所述伺服电机旋转角度的总和为360°。
6.一种图像处理装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取子图像，所述子图像由图片采集装置相对于目标物体每间隔转动预设角度时采集得到，目标物体与图片采集装置之间保持相对转动运动，且图片采集装置连续采集子图像，直至各子图像分别包含全景视角下的目标物体图像的所有局部图像；
截取拼接模块，用于截取各子图像的中心区域，根据相邻两子图像截取区域的灰度信息部分重叠进行拼接处理，获得所述目标物体的二维展开图。
7.根据权利要求6所述的图像处理装置，其特征在于，所述截取拼接模块具体用于：
对于任一子图像，读取该子图像中心区域的灰度值、以及下一个旋转角度对应的子图像中心区域的灰度值；
根据上述两子图像重叠部分每个像素点的灰度值，得到平均灰度值，将所述平均灰度值作为上述两子图像重叠部分像素点的灰度值。
8.根据权利要求6所述的图像处理装置，其特征在于，所述截取拼接模块还用于：
在每一子图像中截取中心区域的位置信息和灰度信息，且对于任一子图像，截取的区域与下一个旋转角度对应的子图像的截取区域有部分重叠；
根据所述位置信息和所述灰度信息对所有的子图像进行拼接，以得到所述目标物体的二维展开图。
9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任意一项所述的方法。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任意一项所述的方法。
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2020
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