[发明专利]一种光度立体三维重建方法及分光式光度立体相机

说明书

本申请公开了一种光度立体三维重建方法及分光式光度立体相机，该方法包括：将三个红外光源各自产生的红外光同时投射至目标物体；通过一个镜头，采集由目标物体反射回来的光线，得到源光路；将分别与上述三个红外光源相关的光信号从源光路中提取出来，得到三路光信号；分别将上述三路光信号转换成相应的红外图像数据，得到三组红外图像数据；利用上述三组红外图像数据，对目标物体展开三维重建操作，得到目标物体的三维重建数据。本申请可提升后续的三维重建精度，并且本申请中镜头数量仅为一个，可以避免多镜头同步调整所带来的难度，便于用户实际的应用操作。

技术领域

本发明涉及计算机视觉技术领域，特别涉及一种光度立体三维重建方法及分光式光度立体相机。

背景技术

目前，越来越多的领域需要对空间目标进行三维重建，以获取空间目标的三维立体模型信息，现有三维重建技术已经广泛地应用于3D打印、逆向工程、文物保护、医学整形、三维人脸识别、虚拟穿戴、娱乐等众多领域，极大地方便了人们的日常工作和生活。

现有的光度立体三维重建技术中，人们通常采用如下方式来对目标物体进行三维重建：先在某一时刻开启第一光源，以便采集与第一光源对应的目标物体图像，然后在另一时刻开启第二光源，以便采集与第二光源对应的目标物体图像，接着在下一时刻开启第三光源，以便采集与第三光源对应的目标物体图像，最后利用上述三个时刻下采集到的三张目标物体图像，完成对目标物体的三维重建。

然而，在上述三维重建过程中，由于不同的时刻下所采集到的目标物体图像并非是同一个物体状态下的图像，从而降低了后续的三维重建精度。

综上所述可以看出，如何提升三维重建精度是目前亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光度立体三维重建方法及分光式光度立体相机，能够提升三维重建精度。其具体方案如下：

一种光度立体三维重建方法，包括：

将第一红外光源、第二红外光源和第三红外光源各自产生的红外光同时投射至目标物体；其中，所述第一红外光源、所述第二红外光源和所述第三红外光源的波长均互不相同；

通过一个镜头，采集由所述目标物体反射回来的光线，得到源光路；

将分别与所述第一红外光源、所述第二红外光源和所述第三红外光源相关的光信号从所述源光路中提取出来，得到第一路光信号、第二路光信号和第三路光信号；

分别将所述第一路光信号、所述第二路光信号以及所述第三路光信号转换成相应的红外图像数据，得到第一红外图像数据、第二红外图像数据和第三红外图像数据；

利用所述第一红外图像数据、第二红外图像数据和第三红外图像数据，对所述目标物体展开光度立体三维重建操作，得到所述目标物体的三维重建数据。

可选的，所述将分别与所述第一红外光源、所述第二红外光源和所述第三红外光源相关的光信号从所述源光路中提取出来的过程，包括：

利用分光镜，对所述源光路进行分光处理，分别得到第一光路、第二光路和第三光路；

利用第一窄带滤光片，将与所述第一红外光源相关的光信号从所述第一光路中提取出来，得到所述第一路光信号；

利用第二窄带滤光片，将与所述第二红外光源相关的光信号从所述第二光路中提取出来，得到所述第二路光信号；

利用第三窄带滤光片，将与所述第三红外光源相关的光信号从所述第三光路中提取出来，得到所述第三路光信号；

其中，所述第一窄带滤光片为只允许波长与所述第一红外光源的波长相一致的光信号通过的滤光片，所述第二窄带滤光片为只允许波长与所述第二红外光源的波长相一致的光信号通过的滤光片，所述第三窄带滤光片为只允许波长与所述第三红外光源的波长相一致的光信号通过的滤光片。