[发明专利]一种基于灰度图像传感器生成彩色图像的方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于灰度图像传感器生成彩色图像的方法及系统，其中方法包括：通过成像设备采集目标物体中每个部位的目标特征图像；根据所述目标特征图像和所述成像设备的设备参数，计算出所述每个部位中单个目标特征的所有三维坐标；采集所述每个部位在不同波长照明光谱下的第一灰度图像，及在背景光谱下的至少一张第二灰度图像；结合所述第二灰度图像对所述第一灰度图像进行预处理后形成第三灰度图像，基于所述第三灰度图像合成得到所述单个目标特征每个坐标点的图像彩色值；基于所述目标物体中各个部位所有目标特征的三维坐标及图像彩色值，重建所述目标物体的彩色成像图像。通过本发明可以由单个灰度图像传感器生成不失真的彩色图像。

技术领域

本发明涉及三维成像技术领域，特别涉及一种基于灰度图像传感器生成彩色图像的方法及系统。

背景技术

在基于结构光的口腔三维重建系统中，由于灰度图像传感器能够更真实、准确的还原亮度信息，被普遍用于结构光投影条纹图像的采集。但是在被测物体的三维成像时，也需要将原始的彩色信息尽可能真实的呈现出来，单纯靠灰度图像传感器是做不到的。一般的口腔扫描仪，会同时使用2个图像传感器，即灰度图像传感器和彩色图像传感器，分别用于采集三维成像的条纹图像和被测物体的彩色图像，该方案不仅成本较高，而且体积较大；同时由于自然环境中存在背景光谱，就容易导致使用灰度图像传感器和彩色图像传感器所还原的被测物体的彩色信息存在一定的失真，看上去不真实，甚至可能偏色，影响临床诊断的准确性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于灰度图像传感器生成彩色图像的方法及系统，其能够实现由单个灰度图像传感器生成不失真的彩色图像。

具体的，本发明的技术方案如下：

一种基于灰度图像传感器生成彩色图像的方法，包括：

通过成像设备采集目标物体中每个部位的目标特征图像；所述成像设备包括单投影设备和单相机设备；

根据所述目标特征图像和所述成像设备的设备参数，计算出所述每个部位中单个目标特征的所有三维坐标；

采集所述每个部位在不同波长照明光谱下的第一灰度图像，及在背景光谱下的至少一张第二灰度图像，所述不同波长光谱至少包括第一波长光谱、第二波长光谱和第三波长光谱；

结合所述第二灰度图像对所述第一灰度图像进行预处理后形成不同波长照明光谱对应的第三灰度图像，基于所述第三灰度图像合成得到所述单个目标特征每个坐标点的图像彩色值；

基于所述目标物体中各个部位所有目标特征的三维坐标及图像彩色值，重建所述目标物体的彩色成像图像。

在一些实施方式中，所述的根据所述目标特征图像和所述成像设备的设备参数，计算出所述每个部位中单个目标特征的所有三维坐标，包括：

根据所述目标特征图像中每个成像点的位置变化，以及所述成像设备的光学参数和机械参数，重建出所述每个部位中单个目标特征的所有三维坐标。

在一些实施方式中，在所述的根据所述目标特征图像和所述成像设备的设备参数，计算出所述每个部位中单个目标特征的所有三维坐标之前，还包括：

对所述目标特征图像进行噪音干扰滤除处理，并增强所述目标特征图像中的目标特征。

在一些实施方式中，所述的结合所述第二灰度图像对所述第一灰度图像进行预处理后形成不同波长照明光谱对应的第三灰度图像，包括：

将所述第二灰度图像传入低通滤波器，得到基准第二灰度图像；

将所述第一灰度图像的坐标亮度值减去所述基准第二灰度图像的坐标亮度值，得到无背景光谱照明的不同波长照明光谱对应的第三灰度图像。

在一些实施方式中，所述的基于所述第三灰度图像合成得到所述单个目标特征每个坐标点的图像彩色值，包括：