[发明专利]一种反射变换智能成像系统

说明书

本发明公开了一种反射变换智能成像系统，属于计算机视觉技术领域，该成像系统包括穹顶照明灯及其电动升降支架、相机及其粗微调升降支架、底座、控制机箱、电脑、控制程序和处理软件，通过所述粗微调升降支柱上的安装槽连接相机，相机可以沿粗微调升降支柱上、下移动；底座上设置有滑台支架，通过支架的固定槽安装有升降滑台，通过升降滑台一侧连接穹顶罩，穹顶罩顶部留有拍摄孔，穹顶罩内侧表面均匀布置有几十盏照明灯。本发明设计完成了一套能够自动拍摄和处理系列图像的反射变换成像智能系统，可以实现一键完成反射变换成像的全过程，系统中还包括自动矫正反射变换成像技术固有误差的程序。

技术领域

本发明属于计算机视觉技术领域，尤其涉及一种反射变换智能成像系统。

背景技术

反射变换成像(Reflectance Transformation Imaging，缩写RTI)技术是一种计算机视觉技术，它基于数字摄影和表面反射成像模型，记录和处理被摄物体的颜色信息和表面纹理信息。该技术由惠普公司实验室的两位科学家汤姆·马尔兹本德(TomMalzbender)和丹·盖尔布(Dan Gelb)发明。利用RTI技术可以获取物体表面的法线、形状和颜色数据，从而揭示丰富的物体表面纹理信息，操作者可以通过软件实现人机交互再现任意角度入射光线在物体表面的成像效果，而这些信息往往通过传统摄影方法难以发现。

反射变换成像技术在国内很少使用，未见国内有相似软件和硬件系统的报道。国外已有能够实现自动控制光源和照片捕获的商品，被称为“穹顶光源”(Dome)。它们只是用于反射变换技术所需系列照片的自动拍摄，只能在拍摄阶段提高效率，所获得的系列照片需要人工输入处理软件，拍摄和后期处理分开进行，非智能化，且耗时较长。作为穹顶光源，它们也存在一些缺陷：1、穹顶不能根据被摄物的高度调节，或者可调节但调节不方便，需要手动实现；2、需要另行控制和调节相机拍摄参数，自动化程度低。3、有文献表明，国外个别研究机构也在研发反射变换自动成像系统，但未见固有法线误差矫正的报道。运用反射变换成像技术需要在相机和被摄物之间的半球面上不同位置布光，从不同角度照射被摄物，拍摄获得系列照片之后，运用软件计算和处理被摄物表面的颜色、反射率和法线数据，从而实现多种模式的影像重现。

发明内容

有鉴于此，本发明设计完成了一套能够自动拍摄和处理系列图像的反射变换智能成像系统，可以实现一键完成反射变换成像的全过程，系统中还包括自动矫正反射变换成像技术固有误差的程序。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种反射变换成像智能系统，包括穹顶照明灯及其电动升降支架、相机及其粗微调升降支柱、底座、控制机箱、电脑、控制程序和处理软件，通过所述粗微调升降支柱上的安装槽连接相机，所述相机可以沿所述粗微调升降支柱上、下移动；所述底座上设置有支架，通过支架的固定槽安装有升降滑台，通过升降滑台一侧连接穹顶罩，所述穹顶罩顶部留有拍摄孔，所述穹顶罩内侧表面均匀布置有几十盏照明灯，所述穹顶照明灯和所述升降滑台均与所述控制机箱连接，所述穹顶照明灯及其电动升降支架、相机及其粗微调升降支架和所述控制机箱均由所述控制程序和处理软件控制。

进一步的，所述穹顶罩为多层环形叠合结构，所述穹顶罩由两侧的穹顶连接杆安装在所述升降滑台的侧面。

进一步的，所述底座的一侧还设置有数控接口，所述数控接口连接控制机箱，所述控制机箱内部设置有步进电机驱动器、照明灯驱动电路、电源适配器，所述步进电机驱动器连接所述步进电机与电源之间，所述照明灯驱动电路连接在照明灯组与电源之间。

进一步的，所述升降滑台选用Sigma KOKI SGSP系列电动滑台，所述粗微调升降支柱选用徕卡粗微调聚焦立柱。

进一步的，所述电脑的控制软件包括控制穹顶罩的升降和复位功能、相机控制面板、光源控制面板和RTI控制面板。

进一步的，所述电脑采用固有法线误差的自动矫正的方法，通过对每个像素上的辐照方向矫正实现固有法线误差的最小化。