專利名稱：圖像處理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種圖像處理裝置。
背景技術：
目前，對于獲取立體對象物的圖像信息及其參數(shù)的方法已有多種，比如，從多個視點位置獲取拍攝對象和已知類型圖像的方法，然后如果正確把握多個攝像裝置間的相對位置關系和與拍攝對象的位置關系，并根據(jù)這種相對的相互關系從多個圖像中重新構(gòu)造出立體的形狀、測量拍攝對象的各區(qū)域的尺寸則比較復雜。并且，通常由單獨的攝像裝置拍攝的圖像是平面的，因此，有時較難從平面的圖像中正確的計算出立體的拍攝對象的尺寸。即便是組合了多個攝像裝置拍攝的平面圖像，也存在因遠處無視差而導致很難正確計算出立體拍攝對象的縱深方向尺寸的情況。 發(fā)明內(nèi)容為了克服上述缺陷，本實用新型提供了一種圖像處理裝置，可從拍攝的對象物圖像中正確獲得該對象物尺寸數(shù)據(jù)，且較為簡易。本實用新型為了解決其技術問題所采用的技術方案是一種圖像處理裝置，包括圖像信息接收單元和數(shù)據(jù)生成單元，所述圖像信息接收單元接收對象物及與其一起拍攝的可測量尺寸的測量構(gòu)件的圖像數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)生成單元基于測量構(gòu)件的測量對所述圖像信息接收單元接收的圖像數(shù)據(jù)進行計算并生成對象物的長度、面積和體積中至少之一項的尺寸信息。作為本實用新型的進一步改進，還具有將所述對象物與所述測量構(gòu)件一起拍攝其圖像數(shù)據(jù)并將該圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給所述圖像信息接收單元的攝像單元。作為本實用新型的進一步改進，所述測量構(gòu)件位于所述對象物內(nèi)。作為本實用新型的進一步改進，所述測量構(gòu)件至少位于所述對象物的平坦部分和凹凸部分之一處。作為本實用新型的進一步改進，所述數(shù)據(jù)生成單元還可根據(jù)測量構(gòu)件的測量生成的對象物的一部分的尺寸信息對該對象物除被測量部分以外的部分的尺寸信息生成補充數(shù)據(jù)。作為本實用新型的進一步改進，所述測量構(gòu)件為具有直線形狀、曲線形狀和直線與曲線的組合形狀之一的比例尺。作為本實用新型的進一步改進，還設有CAD系統(tǒng)，該CAD系統(tǒng)中包含對應對象物預先輸入的對象物各部分相關的CAD數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)生成單元根據(jù)該CAD系統(tǒng)的CAD數(shù)據(jù)劃定應生成圖像信息接收單元接收到的圖像數(shù)據(jù)中的對象物的尺寸信息。本實用新型的有益效果是該圖像處理裝置的數(shù)據(jù)生成單元，能以圖像信息接收單元接收的圖像數(shù)據(jù)中包含的測量構(gòu)件為基礎，較為簡易且正確地生成對象物的尺寸信息，并估計對象物的長度等尺寸。獲得尺寸信息后，如拍攝的圖像中的側(cè)面部分，就可以在確保正確尺寸的基礎上，對正面部分進行補充后生成。并且可將拍攝的平面圖像生產(chǎn)的尺寸信息作為立體形狀的相關信息使用，得出正確尺寸的立體形狀數(shù)據(jù)，并據(jù)此構(gòu)成立體的圖像。

圖1為實施例1所述的圖像處理裝置結(jié)構(gòu)框圖；圖2A為實施例1所述的圖像處理裝置拍攝的立體對象物的一個示意圖；圖2B、2C為圖2A的分別圖像的示例圖；圖2D為根據(jù)圖2C的圖像獲取的信息進行補正后的圖像示例圖；圖3為實施例1數(shù)據(jù)生產(chǎn)工序的流程圖；圖4為實施例1中說明變形例的測量方法的圖；圖5A實施例2所述的圖像處理裝置拍攝的立體對象物的一個示意圖；圖5B為對圖5A中的立體對象物的上面進行測量的示意圖；圖5C為對圖5A中的立體對象物的側(cè)面進行測量的示意圖；圖6A為實施例3所述圓筒狀的立體對象物的一個示例圖；圖6B為圖6A的側(cè)面SS的展開圖；圖6C為適用于圓筒狀側(cè)面形狀的比例尺的一個示例圖；圖7為具有圓筒狀外形的立體對象物的另一示例圖；圖8為實施例4所述圖像處理裝置拍攝的立體對象物的一個示例圖；圖9為實施例4所述的數(shù)據(jù)生成工序的流程圖；圖10為實施例5所述圖像處理裝置結(jié)構(gòu)框圖；圖11實施例5所述數(shù)據(jù)生成工序流程圖；圖12A-12F為實施例6所述圖像處理裝置拍攝的一個對象實例圖；圖13為比例尺以外的測量構(gòu)件的一個示例圖；圖14為圖像處理裝置的其他結(jié)構(gòu)框圖的一個示例圖。
具體實施方式
結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細說明，但本實用新型的保護范圍不限于下述實施例，即但凡以本實用新型申請專利范圍及說明書內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本實用新型專利涵蓋范圍之內(nèi)。實施例1 :
以下結(jié)合附圖說明本實用新型的第一實施例相關的圖像處理裝置。如圖1所示，一種圖像處理裝置100包括CPU10、作為攝像單元的攝像裝置11、存儲裝置12、顯示裝置13、輸入裝置14和總線50等。CPUlO通過總線50，可在作為攝像單元的攝像裝置11、作為圖像信息接收單元的圖像數(shù)據(jù)接收單元11a、存儲裝置12、顯示裝置13和輸入裝置14之間相互傳遞數(shù)據(jù)。并且，CPUlO根據(jù)來自輸入裝置14的運算符的指示，讀取來自存儲裝置12的既定程序或數(shù)據(jù)，并基于這些程序及數(shù)據(jù)執(zhí)行各種處理。具體來說，CPUlO作為數(shù)據(jù)生成單元，具有對攝像裝置11拍攝、并由圖像數(shù)據(jù)接收單元Ila接收的對象物圖像數(shù)據(jù)進行提取和分析，并生成可計算出對象物的各部分和整體的長度、面積及體積中的一個以上的數(shù)據(jù)信息的功能。此時，若對象物是三維的立體對象物，則CPUlO根據(jù)由尺寸相關的信息計算出的長度和面積等信息，生成將平面的形狀信息變換為立體的形狀信息(基于圖像數(shù)據(jù))的立體形狀數(shù)據(jù)。攝像裝置11內(nèi)置于C⑶和CMOS等構(gòu)成的固體攝像裝置中。該固體攝像裝置檢測出的圖像，可以作為數(shù)字圖像信號輸出。攝像裝置11拍攝作為判斷對象的立體對象物，并制作成可以進行數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)。尤其是攝像裝置11不僅對判斷狀態(tài)的對象物進行拍攝，還可以在測量對象物尺寸的測量構(gòu)件附著于對象物表面(例如貼在表面)的狀態(tài)下進行拍攝。也即，拍攝的圖像數(shù)據(jù)不僅包含通過CPUio處理時作為測量對象物信息數(shù)據(jù)提取的部分圖像，還包含作為測量標準的測量構(gòu)件相關信息的比例尺數(shù)據(jù)提取的部分圖像。另外，攝像裝置11可以一體化為圖像處理裝置100的一部分，也可以在圖像處理裝置100中脫離圖像數(shù)據(jù)接收單元11a，獨立進行拍攝。此時，從拍攝對象物到獲取圖像數(shù)據(jù)的工序，可以從圖像處理裝置100的整體運行中獨立出來，僅由攝像裝置11進行運行。圖像數(shù)據(jù)接收單元Ila是將攝像裝置11獲取的圖像數(shù)據(jù)作為圖像處理裝置100的圖像處理對象來接收的圖像信息接收單元。在攝像裝置11有可能脫離的情況下，通過可與攝像裝置11連接的輸入端子，可以接收攝像裝置11的圖像數(shù)據(jù)。存儲裝置12具備可存儲多個使圖像處理裝置100運行的各種程序的程序區(qū)域與暫時保存輸入指示、輸入數(shù)據(jù)、處理結(jié)果等的數(shù)據(jù)區(qū)域。存儲裝置12保存從攝像裝置11拍攝并由圖像數(shù)據(jù)接收單元Ila接收的圖像數(shù)據(jù)提取的各種信息的同時，也保存了處理這些信息所需的各種程序。尤其是存儲裝置12還保存了從圖像數(shù)據(jù)提取的可測量對象物的測量構(gòu)件即比例尺的信息。例如，除了比例尺的刻度和形狀等信息，還保存了根據(jù)這些信息獲取的圖像數(shù)據(jù)中特定比例尺的部分圖像的程序。另外，還保存了可根據(jù)比例尺從正面方向看到的狀態(tài)中的外形形狀等信息，特定出比例尺的傾斜程度和包含該比例尺的面的正面方向的程序等。顯示裝置13由根據(jù)從CPUlO輸入的數(shù)據(jù)而生成驅(qū)動信號的顯示驅(qū)動電路和基于從顯示驅(qū)動電路輸入的驅(qū)動信號而進行必要的顯示的圖像顯示單元等構(gòu)成，根據(jù)CPUlO的指令信號進行必要的顯示。輸入裝置14由鍵盤等構(gòu)成，將反映出操作圖像處理裝置100的運算符的指令信號向CPUlO輸出。以下以根據(jù)圖像處理(使用了圖像處理裝置100)測定對象物尺寸的結(jié)果即尺寸信息的生成和使用生成的尺寸信息的一個例子，說明特定立體對象物的三維方向尺寸并取得立體形狀數(shù)據(jù)的工序。圖2A為圖像處理裝置100 (參考圖1)拍攝的立體對象物的一個例子。此處如圖所示，作為拍攝對象的立體對象物CO為建筑物，處理對象圖像為從拍攝立體對象物CO而得到的全體圖像進行分割后而成的多個部分圖像。另外，如圖2A-2D所示，規(guī)定了 X方向、Y方向及Z方向，使建筑物的正面成為平行于XY面的面。如圖2A所示，立體對象物CO的各部分表面貼上了直線形狀的比例尺SC。比例尺SC附帶有已知的刻度，作為測量立體對象物各部分尺寸的標準。換言之，圖像處理裝置100的存儲裝置12保存了比例尺SC的刻度信息，通過讀取圖像中比例尺的刻度，可以掌握被拍攝的圖像的實際尺寸。更具體的說，存儲裝置12不僅保存了比例尺SC的刻度信息，還保存了比例尺SC的形狀和大小等各種信息，進一步可以根據(jù)比例尺SC的相關信息預先保存可得到對象圖像的正面方向信息的各種程序等。CPUlO適當?shù)刈x取來自存儲裝置12的信息或程序，通過捕捉拍攝圖像中比例尺SC的大小和方向，在判定了立體對象物CO表面的正面方向的基礎上，對于拍攝的附帶比例尺SC的立體對象物CO表面的圖像的各部分，可以根據(jù)包含了表面方向和縱深方向的比例尺SC進行尺寸的測量。另外，CPUlO還可根據(jù)已測量的尺寸計算出立體對象物CO的長度、面積或體積。以下具體說明拍攝的運行和被拍攝的圖像的數(shù)據(jù)的比例尺SC部分的比例尺數(shù)據(jù)及測量對象部分的對象數(shù)據(jù)的提取等。首先，攝像裝置11(參考圖1)拍攝如圖2A所示位置(角度及范圍)的立體對象物CO，得到整體的圖像。然后，為用獲取的立體對象物CO圖像數(shù)據(jù)進行尺寸測量的處理，由CPUlO (參考圖1)進行多個部分圖像的分割。如圖2A中拍攝的立體對象物CO圖像，CPUlO判斷根據(jù)圖像數(shù)據(jù)，將建筑物立體對象物CO的輪廓部分的棱線RD作為部分圖像分別分割時的邊界，沿著棱線RD，將立體對象物CO的正面部分圖像0G1、側(cè)面部分圖像0G2和頂部部分圖像0G3這三個部分分離并分割。也即，該圖像的分割處理，通過CPUlO對棱線RD進行判斷，可自動進行。通過以上處理，分割了如圖2B所示正面部分圖像OGl和圖2C所不的側(cè)面部分圖像0G2。此時,分割的正面部分圖像0G1、側(cè)面部分圖像0G2至少分別包括一個比例尺SC。如圖2B所示的正面部分圖像OGl中，附帶了兩個比例尺SC。據(jù)此，正面部分圖像OGl和側(cè)面部分圖像0G2即可以比例尺SC作為各自的測量標準進行尺寸測量。并且，根據(jù)需要，還可對各部分圖像進行進一步分割。為了可以測量出尺寸，分割的圖像全都必須至少包含一個以上的比例尺SC。為了可在包含以上比例尺SC的狀態(tài)下分割圖像，圖像處理裝置100的CPUlO從預先保存了數(shù)據(jù)的存儲裝置12讀出比例尺SC的形狀尺寸，在分割處理時一起通過模式識別判斷分割的部分圖像中是否含有比例尺SC。以下參考圖2B說明一個部分圖像的尺寸測定的處理步驟。前提是，作為對象的正面部分圖像OGl中，存在兩個測量標準，即兩個比例尺SC。此時，這兩者都可以作為尺寸測量的標準，并且，可以通過這兩個比例尺SC確定部分圖像OGl的正面。如上所述，圖像處理裝置100的存儲裝置12預先存儲測量構(gòu)件比例尺SC的相關信息，存儲的信息中，根據(jù)比例尺SC正面方向相關的形狀等信息，計算出正面部分圖像OGl中實際存在的兩比例尺SC的歪斜(變形)情況，并根據(jù)計算結(jié)果判定此為哪種程度的傾斜姿勢，從正面方向看到的狀態(tài)需要哪種程度的補正。并且可根據(jù)該計算結(jié)果，判定正面部分圖像OGl的正面朝向。另外，圖2B所示的正面部分圖像OGl是分割前從稍微正面拍攝的圖像，兩比例尺SC的歪斜比較小,必要的補正量也較少。而圖2C所示側(cè)面部分圖像0G2不是從正面拍攝,其上的兩比例尺SC的歪斜較大，必要的補正量也較多。另外，基于比例尺SC判定的正面部分圖像0G1、側(cè)面部分圖像0G2和頂部部分圖像0G3的傾斜情況即判定正面方向的具體方法有很多，此處舉出一例，通過判定包含圖像的面的法線向量的方向，判定正面方向。具體而言，如圖2A等所示，正面部分圖像0G1，在預先拍攝時把兩比例尺SC貼在正面部分圖像OGl的面內(nèi)，使其正交方向作為較長的方向，以這些方向作為標準，特定出包含部分圖像OGl的平面相對的法線向量，以此法線向量的方向，可判定出正面部分圖像OGl的正面方向。如圖2B、2C，其他側(cè)面部分圖像0G2和頂部部分圖像0G3也同樣可以根據(jù)面內(nèi)較長方向正交的兩個比例尺SC特定其正面方向。另外，圖2B中的Z方向為法線向量的方向，圖2C中的X方向為法線向量的方向。回到圖2B，如上對于確定了正面方向的正面部分圖像0G1，可根據(jù)兩個比例尺SC測量各部分的尺寸。具體的測量方法如下。考慮采用根據(jù)各比例尺SC分別進行測量的結(jié)果進行加權(quán)后的值。通常，基于比例尺SC的圖像尺寸可正確測量和預測靠近比例尺SC位置的部分。因此，對于圖像的各部分，通過選擇相對較近的比例尺SC測量的尺寸值，可以更加正確地進行尺寸測量。如圖2B所示，圖像范圍中，處理的對象與所有的范圍，S卩，應測量尺寸的范圍，如立體對象物CO的整個正面，S卩，整個的正面部分圖像0G1，根據(jù)圖像上各部分與兩比例尺SC在圖像上距離情況進行與兩比例尺SC的測量結(jié)果對應的加權(quán)，作為尺寸數(shù)據(jù)即尺寸信息。如圖2B所示圖像中，列舉了測量了尺寸的對象如窗部WP和門部DP。如圖示，其中左邊的比例尺SC對于窗部WP的位置相對較近，而右邊的比例尺SC對于窗部WP的位置相對較遠。此時，最終得到的窗部WP的尺寸更強烈反映了基于左邊比例尺SC測定 的尺寸。而門部DP與左邊比例尺SC和右邊的比例尺SC的距離差不多，這種情況下，最終得到的門部DP的尺寸，是對基于兩比例尺SC測定的尺寸進行平均后得到的值。另外，包含于正面部分圖像OGl的各部分，進行尺寸測量的對象僅為窗部WP或門部DP時，可將包含窗部WP和窗部WP附近粘貼的比例尺SC的第一圖像區(qū)域Zl作為處理對象，或是將包含門部DP和門部DP附近粘貼的比例尺SC的第二圖像區(qū)域Z2作為處理對象。若存在至少包含一個比例尺SC的部分對象圖像，則可進行尺寸測量。關于以上圖2B的情況，從圖2A中分割的多個部分圖像中，將正面圖像或略正面部分圖像OGl作為測量處理的對象，為了成為面朝較為正面方向的狀態(tài)所需的補正較少，然而如圖2C所示，圖2A中分割并非從正面而是從側(cè)面拍攝的面即側(cè)面部分圖像0G2時，側(cè)面部分圖像0G2變?yōu)樾狈较蚩v深的圖像，對圖2C的側(cè)面部分圖像0G2補正相應的部分，為得到如圖2D所示從正面看到的狀態(tài)圖像，需要相當一部分量的補正。尤其是，拍攝的圖像為二維(平面)圖像時，因此有時很難正確測量出側(cè)面部分圖像0G2傾斜的縱深方向的尺寸。與此相對，本實施例的一個情況，圖2C中，作為尺寸測量標準的兩比例尺SC也朝著縱深方向變形了，并在該狀態(tài)下進行了拍攝。因此，通過將此傾斜狀態(tài)的比例尺SC作為標準進行尺寸測量，即使如圖2C所示的傾斜方向的圖像，也可以較為正確地進行尺寸測量。此時，根據(jù)場合，利用兩比例尺SC的互相垂直相交，可以確定包含側(cè)面部分圖像0G2的面的法線向量的方向即正面方向。并對多個比例尺SC的測量結(jié)果進行相對加權(quán)，結(jié)果可作為尺寸數(shù)據(jù)即尺寸信息。甚至可以如圖2C所示，測量對象若為長方形的嵌入式窗子FW，則分別測量嵌入式窗子FW的一部分與包含至少一個比例尺SC的第三、四圖像區(qū)域Xl、X2的尺寸，通過拼接測量結(jié)果，也可以測量一個長方形嵌入式窗子FW的尺寸。具體來說，首先，將圖2C中作為標準的比例尺SC的刻度和傾斜情況作為標準，進行嵌入式窗子FW等各部分的尺寸測量，生成構(gòu)成側(cè)面部分圖像0G2的嵌入式窗子FW等各部分的長度和面積等尺寸信息。此時，也檢測出圖2C所示狀態(tài)的側(cè)面部分圖像0G2的傾斜情況，計算出必要的補正量。通過以上步驟，可基于生成的尺寸信息及必要的補正量，通過重新構(gòu)成側(cè)面部分圖像0G2朝向正面狀態(tài)的圖像，形成如圖2D所示的圖像。另外，圖像的重新構(gòu)成，如圖2D所示，也可以是去掉了比例尺SC的部分圖像的狀態(tài)。圖2B中可得到正面即X方向和Y方向相關尺寸的信息，圖2C中可得到側(cè)面即Y方向和Z方向相關尺寸的信息。并且，通過拼接圖2B和圖2C中的尺寸信息，可得到X方向、Y方向及Z方向相關尺寸的信息。使用這些信息，可以得到特定立體對象物CO的立體形狀的一部分數(shù)據(jù)。即，通過綜合這些尺寸信息，可以構(gòu)筑立體形狀的數(shù)據(jù)。以下參照圖3的數(shù)據(jù)生成工序的流程圖，說明獲得尺寸信息和基于已獲取的尺寸信息數(shù)據(jù)獲得立體形狀數(shù)據(jù)的步驟。首先，圖像處理裝置100的圖像數(shù)據(jù)接收單元Ila接收如上通過攝像裝置11拍攝的作為拍攝對象的立體對象物CO的圖像數(shù)據(jù)(步驟SI)。然后，圖像處理裝置100的CPUlO從圖像數(shù)據(jù)接收單元Ila接收到的立體對象物CO的圖像數(shù)據(jù)自動分割正面部分圖像OGl等對象圖像，并獲得圖像數(shù)據(jù)，其中包含了作為尺寸測量對象的對象數(shù)據(jù)(步驟S2)。然后，從步驟S2中分割的圖像數(shù)據(jù)，分別提取比例尺SC相關的比例尺數(shù)據(jù)和對象數(shù)據(jù)(步驟S3)。例如，對于比例尺數(shù)據(jù)，確定出比例尺SC的種類并識別刻度的單位和外形形狀等，對于對象數(shù)據(jù)，從圖像分割作為對象部分的形狀，并確定對象范圍。例如確定從正面部分圖像OGl到窗部WP和門部DP。另外，關于該對象的確定，可以根據(jù)預先設定，由CPUlO自動進行，也可以介入運算符，即通過肉眼判斷對象的特定。然后分析步驟S3中提取的對象數(shù)據(jù)(步驟S4)。具體來說，可以對照提取的比例尺數(shù)據(jù)對應的對象數(shù)據(jù)，并且基于特定對象部分形狀等的比例尺數(shù)據(jù)，測量各對象數(shù)據(jù)的尺寸。如上所述，根據(jù)圖2C的側(cè)面部分圖像0G2而生成了尺寸信息。因此，從平面寫真圖像得到了尺寸信息數(shù)據(jù)。并且，可根據(jù)獲取的尺寸信息來補充圖像數(shù)據(jù)。也即，基于從側(cè)面部分圖像0G2生成的尺寸信息及補正量，可以生成已補正的正面圖像(如圖2D所示)，例如顯示裝置13(參考圖1)顯示的圖像。然后，CPUlO根據(jù)需要重復進行幾次上述S3 S4的運行步驟(步驟S5 No)。例如圖2A所示，分割正面部分圖像0G1、側(cè)面部分圖像0G2、頂部部分圖像0G3這三個時，需要分析各部分圖像，至少需要重復進行3次以上的運行。在步驟S5中，判斷所有的數(shù)據(jù)分析結(jié)束時(步驟S5 Yes)，CPUlO綜合獲取到的尺寸信息，生成可確定立體形狀的立體形狀數(shù)據(jù)，并將生成的數(shù)據(jù)保存在存儲裝置12里(步驟S6)。另外，存儲裝置12也保存了從根據(jù)需要反復進行的步驟SI S4的運行中獲取到的各部分的尺寸信息。此時，各圖像的圖像數(shù)據(jù)和與其對應的各部分的長度和傾斜情況的尺寸信息成為一套信息。也即，像素數(shù)與傾斜情況相應的尺寸可以進行換算。因此，可直接計算出各圖像的各部分尺寸。如上所述，與本實施例有關的圖像處理裝置100中，作為攝像單元的攝像裝置11將作為測量構(gòu)件的比例尺SC與附帶尺寸的立體對象物CO —同拍攝。CPUlO根據(jù)攝像裝置11拍攝并由圖像數(shù)據(jù)接收單元Ila接收的圖像數(shù)據(jù)中關于比例尺SC信息的比例尺數(shù)據(jù)，通過測量對象數(shù)據(jù)，可以獲取到對象部分的正確尺寸。因此，在進行建筑物的改建時，可以根據(jù)攝像裝置11獲取到的寫真圖像，簡便且正確地求出所需的改建場所的數(shù)據(jù)。并且，也可以根據(jù)步驟S6中生成的立體形狀數(shù)據(jù)顯示出立體圖像。如上所述，在基于多個圖像生成一個立體對象物CO的尺寸信息時，為了對測量時以已知比例尺SC的刻度作為絕對準則的數(shù)據(jù)進行綜合，即使各圖像之間圖像投影時的投射距離不同，作為拍攝狀態(tài)的物理大小不同，也可以統(tǒng)一整合為一個尺寸信息。另外，還可以將尺寸信息和基于尺寸信息獲取的圖像的各部分鏈接起來。如圖2D所示重新構(gòu)筑的正面圖像中，顯示裝置13(參考圖1)的畫面上拍攝的圖像的一部分可以根據(jù)介入了輸入裝置14的運算符的指令進行區(qū)域指定，并根據(jù)尺寸信息計算并顯示出進行了區(qū)域指定的范圍的長度和面積等。并且，還可以根據(jù)各部分的尺寸信息生成可確定三維形狀的立體形狀數(shù)據(jù)。即，CPUio可以把根據(jù)立體對象物CO的尺寸拍攝的平面圖像，轉(zhuǎn)換為立體形狀相關的信息。因此，圖像處理裝置100可以簡便且正確地獲取到立體對象物CO的尺寸相關的數(shù)據(jù)。從圖2A所示的位置(角度和范圍)拍攝的立體對象物CO的圖像與從其他位置(角度和范圍)拍攝的立體對象物CO的圖像進行組合時，有時，對于立體對象物CO的拍攝距離或攝像裝置11的焦距倍率不同，即拍攝的寫真圖像的比例尺不統(tǒng)一。而在本實施例中，將每個寫真圖像附帶拍攝的比例尺SC的刻度作為基準，分別進行測量，得到的尺寸信息互相匹配，且為正確的實物尺寸。本實施例中，正面部分圖像OGl的各部分圖像中，通過平面內(nèi)互相垂直相交的兩個比例尺SC確定的法線向量的方向，作為各部分圖像的正面方向，則可以較為簡便且正確地確定出部分圖像的正面方向，不過，確定部分圖像的正面方向的方法并不只限于這一種。例如，作為另一種方法，若可以正確獲取一個比例尺SC的傾斜程度，則可基于計算出該比例尺SC的傾斜程度的程序，從而確定部分圖像的正面方向。使用兩個或以上比例尺SC時，若可確定出表示部分圖像正面方向的法線向量的方向，則不必一定配置為互相垂直相交的比例尺。而且，以上步驟是通過法線向量確定出包含部分圖像的平面，在作為對象的立體對象物CO的表面為曲面的情況下，對應的圖像中，若在多個點求取法線向量，也可確定出作為對象的立體對象物CO的表面曲率。本實施例中，通過棱線RD劃分的正面部分圖像0G1、側(cè)面部分圖像0G2、頂部部分圖像0G3均僅由各圖像中包含的比例尺來獲取尺寸信息，也可將超過棱線RD劃分范圍的比例尺作為基準的一部分采用。如圖4所示，正面部分圖像OGl的上部區(qū)域Z3作為測量對象時，除了正面部分圖像OGl中包含的比例尺SC，位于頂部部分圖像0G3中且距離正面部分圖像OGl的上部區(qū)域Z3較近位置的比例尺SC也可以作為測量該上部區(qū)域Z3時的基準添加進來。另外，加權(quán)的方法也有多種，如上所述，根據(jù)從對象的位置到比例尺的距離進行加權(quán)時，可以手動確定加權(quán)的程度，例如與距離成反比或與距離的2倍成反比等。實施例2:以下通過圖5A-5C，說明本發(fā)明的第2實施例相關的圖像處理裝置。本實施例相關的圖像處理裝置是第I實施例的變形示例，圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)與圖1所示第I實施例的圖像處理裝置100相同，此處省略了圖示及說明。另外，圖像處理的步驟，除特別說明的情況外，均與圖3的流程圖相同。如圖5A-5C所示，本實施例中作為對象物的立體對象物CO為圓柱形狀。此時，該立體對象物CO的上面TS為圓形的平面，側(cè)面SS為在展開時為長方形的筒狀曲面。如圖5B所示，上面TS的尺寸測量是在立體對象物CO的表面上適當?shù)刭N上比例尺SC，將Y方向作為縱深方向進行拍攝，根據(jù)拍攝的圖像中的比例尺SC進行測量。與此相對，如圖5C所示，以筒狀延展的側(cè)面SS的測量，需要在特定的方向粘貼直線形狀的比例尺SC，具體來說，沿不凹凸、平坦的Y方向粘貼比例尺SC，以Z方向作為縱深方向進行拍攝，根據(jù)拍攝的圖像中的比例尺SC進行測量。因此，對有曲面的側(cè)面SS也可以正確的進行測量。如上所述，在本實施例中，圖像處理裝置100也可以簡便且正確地獲得立體對象物CO的尺寸相關數(shù)據(jù)。尤其是本實施例中，對圓筒狀的面即有凹凸的側(cè)面SS的測量，通過在沿側(cè)面SS的平坦部分粘貼了直線狀、平坦的比例尺SC的狀態(tài)下進行拍攝，可以維持比例尺SC尺寸的正確性。實施例3 以下通過圖6A 6C，說明本發(fā)明的第3實施例相關的圖像處理裝置。本實施例相關的圖像處理裝置是第2實施例的變形示例，除了測量側(cè)面SS使用的比例尺SC的形狀以夕卜，圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)和圖像處理的步驟等與第2實施例的情況相同，此處省略了圖示及說明。如圖6A所示，在本實施例中，根據(jù)圓筒狀的立體對象物CO的側(cè)面SS的形狀，采用了十字形的比例尺SC。具體來說，為了測量側(cè)面SS這樣的圓筒狀的曲面，比例尺SC采用了沿圓弧狀方向延伸的第一比例尺SCa和沿直線狀方向延伸的第二比例尺SCb在中心十字相交的形狀。即比例尺SC是直線形狀和曲線形狀的組合。如圖6A的立體對象物CO，預先得知其形狀為圓筒形時，根據(jù)該形狀采用十字形的比例尺SC，可以更加準確地進行尺寸測量。并且，此時在圖像處理裝置100 (參考圖1)中，預先導入了十字形比例尺SC的相關信息，從圖像數(shù)據(jù)將十字形比例尺SC的圖像作為比例尺數(shù)據(jù)提取時，可以自動、快捷且可靠地進行識別。通過重新構(gòu)筑從圖6A所示位置拍攝的立體對象物CO的側(cè)面SS的圖像數(shù)據(jù)，即制作已補正的補正圖像，可以得到圖6B所示展開的側(cè)面SS的圖像。此時，側(cè)面SS的兩端，如箭頭AR所示，在立體對象物CO周圍即側(cè)面SS整體里，根據(jù)已拍攝范圍即表面一半的范圍，可以重新構(gòu)筑圖像。另外，如圖6C所示，作為適應圓筒狀的側(cè)面SS形狀的比例尺SC的另一個例子，也可以采用沿圓弧狀方向延伸的第三比例尺SCx和沿直線狀方向延伸的第四比例尺SCy組合而成的形狀。另外，如圖7所示，作為具有圓筒形以外形狀的立體對象物CO的一例，也考慮到了球體。此時，如圖所示，十字形比例尺SC由第一比例尺SCa和第二比例尺SCb沿圓弧狀方向分別延伸而構(gòu)成，可以更加準確地測量尺寸。另外，在此例中，比例尺SC為十字形，即從中心向上下左右四個方向延伸，也可以加上更加傾斜的四個方向而成為向八個方向延伸的形狀。如上所述，在本實施例中，圖像處理裝置100也可以簡便且正確地獲得立體對象物CO的尺寸相關數(shù)據(jù)。尤其是本實施例中，對各種形狀的平面測量，也可以保證尺寸的正確性。實施例4:以下，通過圖8說明本實用新型的第4實施例相關的圖像處理裝置。本實施例相關的圖像處理裝置是第I實施例的變形示例，圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)與圖1所示第I實施例的圖像處理裝置100相同，此處省略了圖示及說明。如圖所示，拍攝對象為貼了瓷磚的墻壁這種平面對象物PO，從平面對象物PO的整體圖像分割的第一、二、三部分圖像D1、D2、DX等作為處理對象。像這樣，圍上同一形狀的瓷磚TL的形狀作為處理對象時，根據(jù)比例尺SC測定的部分圖像的尺寸信息，可以補充不包含比例尺SC、未測量的部分圖像的數(shù)據(jù)。在本實施例中，數(shù)據(jù)生成單元CPU10(參考圖1)通過生成補充數(shù)據(jù)，可以更加迅速地獲得尺寸信息。如圖8所示，以下舉例進行說明通過獲得的附帶比例尺SC的(被測量部分)第一部分圖像Dl和第二部分圖像D2的尺寸信息來得到未附帶比例尺SC的(被測量部分以外的部分)第三部分圖像DX的圖像尺寸信息。以下參照圖9的流程圖，說明平面對象物PO獲得尺寸信息的工作示例。首先，圖像處理裝置100的CPUlO (參考圖1)接收拍攝平面對象物PO的圖像數(shù)據(jù)(步驟SI)。然后，從平面對象物PO的圖像數(shù)據(jù)中自動分割第一部分圖像D1、第二部分圖像D2或第三部分圖像DX等的對象圖像，獲得包含尺寸測量等對象數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)(步驟S2)。步驟S2的圖像分割是自動分割像第三部分圖像DX這樣不包含比例尺SC的圖像。然后，CPUlO對于步驟S2分割的多個部分圖像，分別判斷是否包含比例尺S2(步驟SJ)。再次，在步驟S2分割的部分圖像中，從判斷有比例尺SC的圖像數(shù)據(jù)中，分別提取比例尺SC相關的比例尺數(shù)據(jù)和對象數(shù)據(jù)(步驟S3)。然后，分析步驟S3中提取的對象數(shù)據(jù)(步驟S4)。CPUlO根據(jù)需要重復進行上述步驟S3 S4的運行(步驟S105 No)。即分析像第一部分圖像D1、第二部分圖像D2這些判斷為有比例尺SC的所有部分圖像的數(shù)據(jù)。在步驟S 4判斷對于有比例尺SC的部分圖像的所有數(shù)據(jù)分析結(jié)束時(S105 Yes), CPUlO基于從部分圖像DI等獲取到的尺寸信息，制作像第三部分圖像DX這些判斷為無比例尺SC的圖像的補充數(shù)據(jù)(步驟S106)。補充數(shù)據(jù)的制作方法有多種，如圖9所示同一形狀的瓷磚TL形成的壁面的情況，將第一部分圖像Dl和第二部分圖像D2包含的第一瓷磚TL1、第二瓷磚TL2和第三部分圖像DX包含的第三瓷磚TLX進行模型匹配，根據(jù)從第一部分圖像Dl和第二部分圖像D2獲取到的第一瓷磚TLl、第二瓷磚TL2的尺寸信息，可以測量出第三瓷磚TLX的尺寸。此時，像第一瓷磚TLl和第二瓷磚TL2這樣，根據(jù)在距離比例尺SC較近的地點以較高的精度測量的尺寸信息，對第三部分圖像DX的第三瓷磚TLX進行測量，因此可以較為簡便地獲得高精度的尺寸信息。存儲裝置12保存從以上步驟得到的各部測量的尺寸信息。如上所述，在本實施例中，通過圖像處理裝置可以簡便且正確地得到平面對象物PO的尺寸相關數(shù)據(jù)。尤其是在本實施例，根據(jù)獲得尺寸信息的被測量部分的圖像數(shù)據(jù)，可以制作出未獲得尺寸信息的被測量部分以外部分的圖像數(shù)據(jù)的補充數(shù)據(jù)，也即，根據(jù)已測量部分的數(shù)據(jù)補充未測量部分的數(shù)據(jù)，可以更加快速地獲得尺寸信息。并且，在本實施例，即使像貼了瓷磚的墻壁這種平面對象物PO的某處很難配置比例尺SC，也可以在保持其他地方尺寸一定程度的精度的同時，對其進行預測。實施例5 以下，通過圖10說明本實施例的相關的圖像處理裝置200。本實施例相關的圖像處理裝置200是第I實施例的變形示例，同名的設備等省略了對其功能的詳細說明。如圖10所示，本實施例中的圖像處理裝置具備CPU10、攝像單元即攝像裝置11、存儲裝置212、顯示裝置13、輸入裝置14、總線50等。尤其是存儲裝置212中，具有CAD程序存儲單元212a。CAD程序存儲單元基于CAD數(shù)據(jù)，保存可實現(xiàn)立體結(jié)構(gòu)的圖像表示等的程序。也即，圖像處理裝置具有基于CAD程序可實現(xiàn)CAD圖像的構(gòu)筑和改造的CAD系統(tǒng)。存儲裝置212可存儲各種信息，具有保存CAD數(shù)據(jù)的區(qū)域。CPUlO進行CAD相關數(shù)據(jù)和程序的讀取等操作。除上述之外的其他實施例中，原則上是通過圖像處理裝置的自動分割進行圖像的分割，也有無法進行或不進行圖像的自動分割的情況，典型的例子是通過肉眼判斷手動分割圖像。在本實施例中使用了 CAD數(shù)據(jù)，自動分割一部分圖像或全部圖像，換言之，通過介于完全自動分割和完全手動分割之間的方法進行圖像分割的處理，從而獲取尺寸信息。為分割而保存的CAD數(shù)據(jù)，存儲在存儲裝置212中，但由于種類較多，不限于成品的數(shù)據(jù)，例如，也可以設想為包含手寫的數(shù)據(jù)的情況。并且這里的CAD數(shù)據(jù)，不僅為長度這種單純數(shù)值的數(shù)據(jù)，還包含了例如對象是平面還是球面這種形狀和其他各種附加信息。以下參照圖11的流程圖，說明通過該圖像處理裝置獲得尺寸信息的一個運行示例。在此處，若是將如圖2A的建筑物立體對象物CO這樣的拍攝對象的外壁、窗部或相當于棱線的外觀構(gòu)造的各部分相關CAD數(shù)據(jù)預先存儲在存儲裝置212中，則可根據(jù)需要讀取出該CAD數(shù)據(jù)。首先，本圖像處理裝置的CPUlO接收拍攝的拍攝對象圖像數(shù)據(jù)(步驟SI)。然后，從拍攝對象的圖像數(shù)據(jù)自動分割正面部分圖像OGl等作為對象圖像的部分圖像，獲得包含尺寸測量對象數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)(步驟S202)。在步驟S202，CPUlO基于存儲裝置212保存的各部分的CAD數(shù)據(jù)，自動分割對象圖像。即CPUlO基于CAD系統(tǒng)的CAD數(shù)據(jù)，從已獲取的圖像數(shù)據(jù)中，劃定應生成如圖2A的建筑物墻壁、屋頂和窗部等尺寸信息的對象范圍。再次，從步驟S202中分割的圖像數(shù)據(jù)分別提取出比例尺SC相關的比例尺數(shù)據(jù)和對象數(shù)據(jù)(步驟S3)，并分析在步驟S3提取的對象數(shù)據(jù)(步驟S204)。在步驟S204中，CPUlO也分析基于CAD數(shù)據(jù)提取的對象數(shù)據(jù)。接著，CPUlO根據(jù)需要重復進行上述步驟S3、S204的運行(步驟S5 No)。例如，在步驟S204中，判斷所有的數(shù)據(jù)分析結(jié)束時(步驟S5 Yes), CPUlO綜合獲取到的尺寸信息，已綜合的數(shù)據(jù)保存在存儲裝置12中(步驟S206)。如上所述，本實施例中的圖像處理裝置，可以從立體對象物即拍攝對象的平面圖像中獲取到必要的信息。尤其是在本實施例中，基于CAD數(shù)據(jù)，可以快速準確地自動分割應進行尺寸信息處理的部分圖像。實施例6 以下通過圖12A 12F，說明本實施例相關的圖像處理裝置。本實施例相關的圖像處理裝置是第I實施例的變形示例，圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)與圖1所示第I實施例的圖像處理裝置相同，此處省略了圖示及說明。圖像處理的步驟與圖3的流程圖所示情況相同。圖12A表示了本實施例的拍攝對象即立體對象物CO，圖12B和12C表示了立體對象物附帶比例尺的狀態(tài)，圖12D 12F是為說明圖像處理相關步驟的概念圖。如圖12A所示，作為對象物的立體對象物CO是路面RO這樣有起伏的凹凸物體，此處的目的是正確測量有凹凸的路面RO的長度即距離。因此，如圖12B所示，作為測量基準的比例尺SC沿立體對象物CO的凹凸形狀發(fā)生了變形，也即，其具有可變形為曲線形狀的可塑性、靈活性的特點。在這種狀態(tài)下，如圖12C所示以從+Y方向向XZ方向為正面的方向拍攝附帶比例尺SC的立體對象物CO時，拍攝的圖像未考慮從平面向Y方向的縱深即凹凸部分，因此路面RO的長度尺寸不正確。而在本實施例中，通過以具有可塑性的比例尺SC作為基準進行圖像轉(zhuǎn)換的處理，可以量取到路面RO的正確長度。以下參考圖12D-12F，對本實施例中的圖像轉(zhuǎn)換處理進行概念性的說明。圖12D為圖12B所示路面RO的凹凸處配置的比例尺SC，圖12E及圖12F為將比例尺SC和路面RO拉直的狀態(tài)。例如，直線狀的比例尺SC，以在表面SF設置的等間隔的刻度為基準，比例尺SC從如圖12B所示的狀態(tài)換算為如圖12E所示狀態(tài)的假想的比例尺SCM，即可得到如圖12F所示的假象的圖像MG，作為與立體對象物CO對應的對象物。此時，在圖12F中，可根據(jù)圖12B中與立體對象物CO對應的假象的圖像MG和與比例尺SC的圖像對應的假象的比例尺SCM，正確地量取到路面RO的長度。如上所述，在本實施例中也可簡便且正確地獲取到立體對象物CO的尺寸相關數(shù)據(jù)。尤其是本實施例對于如路面RO這樣的凹凸部分的長度測量，通過沿凹凸部分使用可配置的比例尺SC，來保證量取尺寸的正確性。以上結(jié)合各種實施例對本實用新型進行了說明，然而本實用新型并不僅限于上述各實施例。例如在第I實施例中，測量構(gòu)件為直線形狀、曲線形狀或這兩者的組合形狀的比例尺SC，如果是可測量尺寸的已知形狀種類，則可適用于除本實施例以外的形狀的測量構(gòu)件，例如圓形或四角形等。具體而言，如圖13所示有多個尺寸但彼此相似的圖形PA(如圖示的四角形)，各圖形的尺寸也可以使用已知的一個圖形作為測量構(gòu)件，代替有刻度的直線狀比例尺SC。在第I實施例中，作為捕捉圖像傾斜程度的方法，如圖2A所示，比例尺SC為直線形狀的長方形，通過將其形狀和傾斜程度等信息預先輸入圖像處理裝置中，可以基于已知的比例尺SC的信息掌握各部分圖像的狀態(tài)，進行尺寸測量即可生成尺寸信息。這只是其中的一個例子，也可以通過其他方法測量傾斜程度。如在第5實施例中，有CAD數(shù)據(jù)的情況下，也可以據(jù)此捕捉到傾斜程度。如第3實施例中所述，預先得知對象物形狀的一些信息，并使用適用該形狀的比例尺SC時，符合該形狀需準備多個比例尺SC。因此，為了識別多個比例尺SC的形狀種類，可在圖像處理裝置中預先輸入信息。并且，不限于第3實施例，使用直線狀比例尺SC時，若使用大小不同的多個比例尺，為迅速識別出這些比例尺SC，最好預先輸入信息。因此，在圖像處理裝置的存儲裝置中，對于多個比例尺的形狀，可以考慮預先進行模式識別的方法。其他方法還有比如在多個比例尺SC里分別規(guī)定文字、記號、圖像或這些的組合物，然后進行編碼，存儲到存儲裝置里，由此可以迅速識別處理圖像處理裝置的比例尺SC。除了以上完全自動分割圖像和完全手動分割圖像之外，也可以利用CAD進行圖像分割，這些均可根據(jù)對象圖像的品質(zhì)進行適當?shù)恼{(diào)整。并且，此時，關于多個比例尺SC可以怎樣重疊，也可以自動確定和手動逐一設定適用范圍(指定區(qū)域)和重疊的程度等。但無論在哪種情況下，作為絕對基準，是指測量構(gòu)件即比例尺SC必須能夠從圖像數(shù)據(jù)分割并獲取信息。并且上述圖像處理裝置中附帶有攝像裝置11或可以裝卸的裝置，不過若可掌握與比例尺SC—起導入的所謂必要的圖像數(shù)據(jù)，攝像單元在圖像處理時就并非必須的要素了。因此，如圖14所示變形示例中的圖像處理裝置300，攝像裝置311不作為該圖像處理裝置300的一部分，而是單獨存在，圖像處理裝置300僅具有圖像數(shù)據(jù)接收單元311a就可以獲取圖像數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.一種圖像處理裝置，其特征在于包括圖像信息接收單元和數(shù)據(jù)生成單元，所述圖像信息接收單元接收對象物及與其一起拍攝的可測量尺寸的測量構(gòu)件的圖像數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)生成單元基于測量構(gòu)件的測量對所述圖像信息接收單元接收的圖像數(shù)據(jù)進行計算并生成對象物的長度、面積和體積中至少之一項的尺寸信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其特征在于還具有將所述對象物與所述測量構(gòu)件一起拍攝其圖像數(shù)據(jù)并將該圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給所述圖像信息接收單元的攝像單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理裝置，其特征在于所述測量構(gòu)件位于所述對象物內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理裝置，其特征在于所述測量構(gòu)件至少位于所述對象物的平坦部分和凹凸部分之一處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的圖像處理裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)生成單元還可根據(jù)測量構(gòu)件的測量生成的對象物的一部分的尺寸信息對該對象物除被測量部分以外的部分的尺寸信息生成補充數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像處理裝置，其特征在于所述測量構(gòu)件為具有直線形狀、曲線形狀和直線與曲線的組合形狀之一的比例尺。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像處理裝置，其特征在于還設有CAD系統(tǒng)，該CAD系統(tǒng)中包含對應對象物預先輸入的對象物各部分相關的CAD數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)生成單元根據(jù)該CAD系統(tǒng)的CAD數(shù)據(jù)劃定應生成圖像信息接收單元接收到的圖像數(shù)據(jù)中的對象物的尺寸信息。
專利摘要本實用新型公開了一種圖像處理裝置，包括圖像信息接收單元和數(shù)據(jù)生成單元，所述圖像信息接收單元接收對象物及與其一起拍攝的可測量尺寸的測量構(gòu)件的圖像數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)生成單元基于測量構(gòu)件的測量對所述圖像信息接收單元接收的圖像數(shù)據(jù)進行計算并生成對象物的長度、面積和體積中至少之一項的尺寸信息。獲得尺寸信息后，如拍攝的圖像中的側(cè)面部分，就可以在確保正確尺寸的基礎上，對正面部分進行補充后生成。并且可將拍攝的平面圖像生產(chǎn)的尺寸信息作為立體形狀的相關信息使用，得出正確尺寸的立體形狀數(shù)據(jù)，并據(jù)此構(gòu)成立體的圖像。
文檔編號G01B11/00GK202853567SQ20122055267
公開日2013年4月3日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者門洪濤 申請人:蘇州比特速浪電子科技有限公司