CN103218849A - 一种图像建模*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种图像建模***，包括可放置被建模目标的被建模目标平台、采集并储存被建模目标的图片或视频的图像采集装置、处理分析所述图片或视频的图像处理分析单元，所述图像采集装置与所述图像处理分析单元相连接。本发明所述的一种图像建模***，同时利用多个摄像机收集多个不同角度和不同光照下建模目标变化的图片或视频提取模型参数，具有速度快、针对性强、成本低、精度高、拼接积累误差小的特点；也可以用于扫描具有特殊特征点的建模目标，数据分析处理简单快捷；并且扫描的图像带有色彩特征，可以免除后期三角贴图带来的锯齿。
Description
技术领域
本发明涉及图像识别领域，更具体的讲，涉及一种图像建模***。
背景技术
图像识别技术是指利用计算机对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式的目标和对象的技术。图像识别技术领域中，要将待识别的图像和已知图像做比对，才能实现对图像的再认。在识别过程前，需要将待识别目标（人或物）的图像记录下来，即通过摄像装置获取图片或视频，并通过技术手段建立待识别目标的模型。
现有技术中，激光三维扫描***采用激光对被建模目标表面进行点阵式的扫描，采集到的数据是没有色彩信息的数据点云，然后再运算数据处理还原目标。这种激光三维扫描***需要扫描的点较多，耗时较长，只适合在静态的大型物体建模上使用；而对于动态的小型物体建模来说，扫描误差大、效果差，成本较高，若扫描的目的仅仅是为了抽取动态的被建模目标的特征点，激光三维扫描***就无法完成。
发明内容
本发明的目的在于提供一种图像建模***，以解决现有技术中存在的扫描特征点多、耗时长的问题，以及在动态或小型物体的建模过程中出现的扫描误差大、效果差、成本高等诸多问题。
为实现以上目的，本发明公开以下技术方案：
一种图像建模***，包括可放置被建模目标的被建模目标平台、采集并储存被建模目标的图片或视频的图像采集装置、处理分析所述图片或视频的图像处理分析单元，所述图像采集装置与所述图像处理分析单元相连接。
所述图像采集装置包括两个以上的摄像头，所述摄像头的镜头正对所述被建模目标，所述两个以上摄像头能够多角度拍摄所述被建模目标；所述图像采集装置还包括用于为所述图片或视频编码的图像编码器，所述两个以上摄像头通过所述图像编码器与所述图像处理分析单元相连接。
所述两个以上摄像头排列成阵列。
所述两个以上摄像头都设于同一平面上或设于以所述被建模目标中心为球心的同一球面上。
所述两个以上摄像头都设于同一铅垂线上，所述两个以上摄像头能够绕着被建模目标1中心所在铅垂线做水平圆周运动。
在以所述被建模目标中心为圆心的同一水平圆周的N等分点上分别固定有N组摄像头组，所述摄像头组包括设于同一铅垂线上的两个以上的摄像头，其中，N为大于或等于2的自然数。
所述图像处理分析单元为对所述图片或视频进行重点区域分割、提取特征、建立模型的计算机。
所述被建模目标平台包括水平自转平台和带动所述水平自转平台上下移动的升降装置。
所述被建模目标平台还包括具有单一颜色、与水平面垂直的背景板。
所述被建模目标平台还包括控制所述水平自转平台自转和上下移动的控制器。
本发明的优点在于：本发明所述的一种图像建模***，同时利用多个摄像机收集多个不同角度和不同光照下建模目标变化的图片或视频提取模型参数，具有速度快、针对性强、成本低、精度高、拼接积累误差小的特点；也可以用于扫描具有特殊特征点的建模目标，数据分析处理简单快捷；并且扫描的图像带有色彩特征，可以免除后期三角贴图带来的锯齿。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，
图2为本发明被建模目标平台的结构示意图，
图3为本发明在摄像头作圆周运动情形下的结构示意图，
图中标号说明：
1、被建模目标；2、被建模目标平台；3、图像采集装置；
4、图像处理分析单元；5、摄像头； 6、水平自转平台；7、背景板。
具体实施方式
以下结合附图说明本发明的具体实施方式，将能使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本发明。应当理解，尽管结合其优选的具体实施方案描述了本发明，但这些实施例并不是限制本发明的范围。
如图1、图2所示的一种图像建模***，包括可放置被建模目标1的被建模目标平台2、采集并储存被建模目标的图片或视频的图像采集装置3、处理分析所述图片的图像处理分析单元4，图像采集装置3与图像处理分析单元4相连接。
图像采集装置3包括两个以上的摄像头5，摄像头5的镜头正对所述被建模目标1，两个以上摄像头5能够多角度拍摄被建模目标1。不同高度的摄像头，其镜头到被建模目标1的距离都相等，确保不同摄像头拍到的多张图片或视频上显示的被建模目标1大小相应。若摄像头的镜头到被建模目标1的距离各不相同，则需要调节各个摄像头的镜头焦距或通过图象处理使得不同摄像头拍到的多张图片或视频上显示的被建模目标1大小相应。图像采集装置3还包括用于为所述图片或视频编码的图像编码器，所述两个以上摄像头通过所述图像编码器与所述图像处理分析单元相连接。图像编码器将所述图片或视频拆分成几个图形要素，再将拆分后的图形要素传送至所述图像处理分析单元进行下一步处理。图像编码器用于对采集的图象信息进行图像编码以便于图象传输。图像采集装置3还包括用于储存所述图片或视频的存储器。
摄像头5排列成阵列，所述阵列有两种形式。一种形式是所述两个以上摄像头都设于以所述被建模目标中心为球心的同一球面上，摄像头5自身是不会移动的，所有摄像头5到被建模目标1中心的距离都相等，摄像头从不同角度拍到的多张图片或视频上显示的被建模目标1大小相应。另一种形式是所述两个以上摄像头都设于同一平面上，摄像头5排列成矩阵，设备结构简单，便于安装和拆卸，需要调节各个摄像头的镜头焦距或通过图象处理使得各个摄像头从不同角度拍到的多张图片或视频上显示的被建模目标1大小相应。
如图3所示，两个以上摄像头5都设于同一铅垂线上，且两个以上摄像头5可以绕着被建模目标1中心所在铅垂线做水平圆周运动。两个以上的摄像头5与被建模目标1中心所在铅垂线的距离相等，也就是说，所有摄像头5到被建模目标1中心所在铅垂线的距离都相等。以上所述被建模目标1的中心是指被建模目标1的中轴线的中心点。
在以所述被建模目标中心为圆心、以摄像头所在的铅垂线与被建模目标中心的距离为半径的同一水平圆周的N等分点上分别固定有N组摄像头组，所述摄像头组包括设于同一铅垂线上的两个以上的摄像头，其中，N为大于或等于2的自然数。优选方案为每组摄像头组包括三个摄像头，N=8，同组中相邻的两个摄像头的距离与摄像头所在的铅垂线与被建模目标中心的距离相同，以被建模目标中心为圆心、以摄像头所在的铅垂线与被建模目标中心的距离为半径的同一水平圆周的8等分点上分别固定有8组摄像头组。
图像处理分析单元4为对所述图片或视频进行重点区域分割、提取特征、建立模型的计算机。通过计算机技术对图像建模处理，首先对所述图片或视频进行重点区域分割处理，将图片或视频分割成若干个不同的区域；然后对所述图片或视频进行特征提取处理，将不同图片或视频上显示被建模目标1同一区域的部分图片或视频分至同一组进行分组对比，并提取被建模目标1特征；最后建立模型，将提取的不同特征集中在一起，组合成被建模目标1的模型。图像处理分析单元4为本地计算机，也可以为远程服务器或服务中心等，摄像头阵列采集到的图像或视频传送到图像采集装置中，可以本地分析处理数据或上传至服务器或数据中心。传送和上传的方式包括但不限于以太网，wifi，3G，GPRS等方式。
如图2所示，被建模目标平台2包括水平自转平台6，用于放置被建模目标1。水平自转平台6可以在水平方向自转，确保被建模目标1的不同方向、不同角度都能被图像采集装置3的摄像头5拍摄到。
被建模目标平台2设有带动水平自转平台6上下移动的升降装置（图未示），确保被建模目标1的每个角度、每个细节都能被图像采集装置3的摄像头5拍摄到，上下移动的升降装置种类多样，皆为现有技术，对此不加赘述。
被建模目标平台2还包括具有单一颜色、与水平面垂直的背景板7，在图片或视频后期处理中首先要除去图片或视频上除被建模目标1以外的部分，有单色背景板可以使得需要去除的部分颜色单一，删除操作方便。背景板7一般选择白色，若被建模目标1为白色等浅淡颜色，可以选择黑色或深蓝色。
若图像采集装置3的摄像头5可以移动，则背景板7也必须要选择可移动式背景板，在摄像头5移动过程中，始终确保摄像头5的镜头、被建模目标1和背景板7在同一条直线上，背景板7始终与所述直线垂直，可以确保摄像头5的拍照效果。
若图像采集装置3的摄像头5分别固定在以所述被建模目标中心为圆心、以摄像头所在的铅垂线与被建模目标中心的距离为半径的同一水平圆周的N等分点上，背景板7可以围绕目标旋转。在背景板7静止后，确保与该背景板7相对的摄像头5的镜头、被建模目标1和背景板7在同一条直线上，背景板7与所述直线垂直，可以确保摄像头5的拍照效果。
被建模目标平台2还包括控制水平自转平台6自转和上下移动的控制器（图未示），可以使得使用者操作更加方便。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种图像建模***，其特征在于，包括可放置被建模目标的被建模目标平台、采集并储存被建模目标的图片或视频的图像采集装置、处理分析所述图片或视频的图像处理分析单元，所述图像采集装置与所述图像处理分析单元相连接。
2.如权利要求1所述的一种图像建模***，其特征在于，所述图像采集装置包括两个以上的摄像头，所述摄像头的镜头正对所述被建模目标，所述两个以上摄像头能够多角度拍摄所述被建模目标；所述图像采集装置还包括用于为所述图片或视频编码的图像编码器，所述两个以上摄像头通过所述图像编码器与所述图像处理分析单元相连接。
3.如权利要求2所述的一种图像建模***，其特征在于，所述两个以上摄像头排列成阵列。
4.如权利要求3所述的一种图像建模***，其特征在于，所述两个以上摄像头都设于同一平面上或设于以所述被建模目标中心为球心的同一球面上。
5.如权利要求2所述的一种图像建模***，其特征在于，所述两个以上摄像头都设于同一铅垂线上，所述两个以上摄像头能够绕着被建模目标中心所在铅垂线做水平圆周运动。
6.如权利要求2所述的一种图像建模***，其特征在于，在以所述被建模目标中心为圆心的同一水平圆周的N等分点上分别固定有N组摄像头组，所述摄像头组包括设于同一铅垂线上的两个以上的摄像头，其中，N为大于或等于2的自然数。
7.如权利要求1所述的一种图像建模***，其特征在于，所述图像处理分析单元为对所述图片或视频进行重点区域分割、提取特征、建立模型的计算机。
8.如权利要求1所述的一种图像建模***，其特征在于，所述被建模目标平台包括水平自转平台和带动所述水平自转平台上下移动的升降装置。
9.如权利要求8所述的一种图像建模***，其特征在于，所述被建模目标平台还包括具有单一颜色、与水平面垂直的背景板。
10.如权利要求8所述的一种图像建模***，其特征在于，所述被建模目标平台还包括控制所述水平自转平台自转和上下移动的控制器。
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