本發(fā)明涉及三維浮雕模型生成裝置及方法。

背景技術(shù)：

最近，三維打印機(jī)廣泛用于產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，隨著低廉的三維打印機(jī)的上市，個(gè)人也可簡(jiǎn)單輸出物品等。并且，得益于三維掃描儀的大眾化，通過(guò)掃描個(gè)人的臉部和身體來(lái)生成三維模型，并向三維打印機(jī)輸出上述三維模型的服務(wù)也受人矚目。

但是，三維彩色打印機(jī)的價(jià)格達(dá)到數(shù)千萬(wàn)韓元，因此，大眾化的大部分的三維打印機(jī)為使用相對(duì)價(jià)格低廉的單色材料的打印機(jī)。在利用使用上述單色材料的三維打印機(jī)來(lái)主要輸出部件等形態(tài)的情況下不存在問(wèn)題，但是，在需要臉部等仔細(xì)的顏色掃描的情況下，與觀(guān)看原版畫(huà)面時(shí)相反地，輸出物的品質(zhì)在輸出之后會(huì)大為降低。因?yàn)槭褂脝紊牧?，從而可表現(xiàn)的顏色受到了限制。

并且，使用人員需要制作用于三維打印機(jī)的三維模型，在制作三維模型的過(guò)程很困難，且以往的程序操作復(fù)雜，從而大眾很難簡(jiǎn)單制作三維模型。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明為了解決如上述問(wèn)題而提出，本發(fā)明的目的在于，提供通過(guò)簡(jiǎn)單的操作來(lái)生成具有兩種顏色效果的三維浮雕模型的裝置及方法。

并且，本發(fā)明的目的在于，提供即使通過(guò)單色三維打印機(jī)進(jìn)行輸出，也能夠生成具有兩種顏色的效果的三維浮雕模型的裝置及方法。

另一方面，本發(fā)明所要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題并不局限于以上所提及的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所述技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可從以下的記載明確理解未提及的其他技術(shù)問(wèn)題。

解決問(wèn)題的技術(shù)方案

本發(fā)明可包括：圖像獲取部，用于獲取二維圖像及包含上述二維圖像內(nèi)對(duì)象的三維信息的三維模型；黑白圖像生成部，基于上述二維圖像來(lái)生成黑白圖像；網(wǎng)格生成部，基于上述黑白圖像生成網(wǎng)格；以及三維浮雕模型生成部，在上述網(wǎng)格適用上述三維信息來(lái)生成三維浮雕模型。

在一實(shí)施例中，上述二維圖像可以為臉部圖像。

在一實(shí)施例中，上述黑白圖像生成部能夠以上述二維圖像的顏色值及亮度值為基礎(chǔ)生成黑白圖像。

在一實(shí)施例中，在上述黑白圖像內(nèi)的白色區(qū)域?yàn)槎鄠€(gè)的情況下，上述黑白圖像生成部可以使得上述多個(gè)白色區(qū)域形成一個(gè)白色區(qū)域的方式連接上述多個(gè)白色區(qū)域。

在一實(shí)施例中，上述黑白圖像生成部可將上述黑白圖像的白色區(qū)域邊緣形狀設(shè)定成規(guī)定形狀。

在一實(shí)施例中，上述網(wǎng)格生成部可使通過(guò)上述黑白圖像的輪廓線(xiàn)形成的前景區(qū)域由網(wǎng)格構(gòu)成。

在一實(shí)施例中，上述前景區(qū)域可以為上述黑白圖像的白色區(qū)域。

另一方面，用于實(shí)現(xiàn)上述問(wèn)題的本發(fā)明的一例相關(guān)的三維浮雕模型生成方法可包括：獲取二維圖像及包含二維圖像內(nèi)對(duì)象的三維信息的三維模型的步驟；基于上述二維圖像生成黑白圖像的步驟；基于上述黑白圖像生成網(wǎng)格的步驟；以及在上述網(wǎng)格適用上述三維信息來(lái)生成三維浮雕模型的步驟。

在一實(shí)施例中，上述二維圖像可以為臉部圖像。

在一實(shí)施例中，在上述基于二維圖像生成黑白圖像的步驟中，能夠以上述二維圖像的顏色值及亮度值為基礎(chǔ)生成上述黑白圖像。

在一實(shí)施例中，上述基于上述二維圖像生成黑白圖像的步驟中，可在上述黑白圖像內(nèi)的白色區(qū)域?yàn)槎鄠€(gè)的情況下，上述黑白圖像生成部可以使得上述多個(gè)白色區(qū)域形成一個(gè)白色區(qū)域的方式連接上述多個(gè)白色區(qū)域。

在一實(shí)施例中，在上述基于二維圖像生成黑白圖像的步驟之后，還可包括將上述黑白圖像的白色區(qū)域的邊緣設(shè)定成規(guī)定形狀的步驟。

在一實(shí)施例中，在上述基于上述黑白圖像生成網(wǎng)格的步驟中，可使通過(guò)上述黑白圖像的輪廓線(xiàn)形成的前景區(qū)域由網(wǎng)格構(gòu)成。

在一實(shí)施例中，上述前景區(qū)域可以為上述黑白圖像的白色區(qū)域。

在一實(shí)施例中，通過(guò)上述網(wǎng)格生成三維浮雕模型的步驟中，根據(jù)臉部輪廓的高度，可將上述剖面浮雕模型生成為具有曲線(xiàn)的三維曲線(xiàn)浮雕模型。

發(fā)明的有益效果

本發(fā)明的實(shí)施例提供通過(guò)簡(jiǎn)單的操作生成三維浮雕模型的裝置及方法。

并且，本發(fā)明實(shí)施例提供即使在三維打印機(jī)中進(jìn)行輸出，但是生成具有兩種顏色效果的三維浮雕模型的裝置及方法。

另一方面，可在本發(fā)明獲得的效果并不局限于以上所提及的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所述技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可從以下的記載明確理解未提及的其他效果。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明中的以下附圖僅例示優(yōu)選實(shí)施例，上述實(shí)施例起到與本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明一同進(jìn)一步理解本發(fā)明的技術(shù)的作用，因此，本發(fā)明并不局限于上述附圖中記載的事項(xiàng)。

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的三維浮雕模型生成裝置的框圖。

圖2a為本發(fā)明一實(shí)施例的圖像獲取部所獲取的二維圖像。

圖2b為本發(fā)明一實(shí)施例的圖像獲取部所獲取的三維模型。

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的黑白圖像生成部所生成的黑白圖像。

圖4a為本發(fā)明一實(shí)施例的多個(gè)白色區(qū)域分離的黑白圖像。

圖4b為本發(fā)明一實(shí)施例的多個(gè)白色區(qū)域連接成一個(gè)區(qū)域的黑白圖像。

圖5a及圖5b為設(shè)定本發(fā)明一實(shí)施例的不同形狀的邊緣的黑白圖像。

圖6a為基于圖5a的黑白圖像生成的輪廓線(xiàn)。

圖6b為基于圖5b的黑白圖像生成的輪廓線(xiàn)。

圖7a為基于圖6a的輪廓線(xiàn)生成的網(wǎng)格。

圖7b為基于圖6b的輪廓線(xiàn)生成的網(wǎng)格。

圖8為在根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例生成的網(wǎng)格整合三維模型的圖。

圖9a及圖9b為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例生成的三維浮雕模型。

圖10a及圖10b示出圖9a及圖9b的三維浮雕模型所輸出的實(shí)物。

圖11為示出本發(fā)明一實(shí)施例的三維浮雕模型生成方法的流程圖。

圖12為示出執(zhí)行本發(fā)明一實(shí)施例的三維浮雕模型生成方法的計(jì)算系統(tǒng)的框圖。

附圖標(biāo)記的說(shuō)明

100：三維浮雕模型生成裝置

110：圖像獲取部

120：黑白圖像生成部

130：網(wǎng)格生成部

140：三維浮雕模型生成部

1000：計(jì)算系統(tǒng)

1100：處理器

1200：系統(tǒng)總線(xiàn)

1300：存儲(chǔ)器

1310：只讀存儲(chǔ)器

1320：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器

1400：用戶(hù)界面

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的一部分實(shí)施例。在對(duì)各個(gè)圖中的結(jié)構(gòu)要素賦予副標(biāo)記的過(guò)程中，即使呈現(xiàn)在不同附圖中，盡可能對(duì)相同的結(jié)構(gòu)要素賦予相同的附圖標(biāo)記。并且，在說(shuō)明本發(fā)明的過(guò)程中，在判斷為對(duì)于相關(guān)的公知結(jié)構(gòu)或功能的具體說(shuō)明使本發(fā)明不清楚的情況下，將省略對(duì)其的詳細(xì)說(shuō)明。

在說(shuō)明本發(fā)明生死狐貍的結(jié)構(gòu)要素的過(guò)程中，可以使用第一、第二、a、b、(a)、(b)等術(shù)語(yǔ)。上述術(shù)語(yǔ)僅用于區(qū)分兩種結(jié)構(gòu)要素，對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)要素的本質(zhì)或次序或順序并不局限于上述術(shù)語(yǔ)。并且，只要未進(jìn)行不同定義，上述術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員一般理解的術(shù)語(yǔ)相同的含義。一般使用的預(yù)先定義的術(shù)語(yǔ)具有與相關(guān)技術(shù)的文脈所具有相同含義，只要在本申請(qǐng)中并未明確定義，不能以異常或過(guò)度的形式解釋。

以下，參照?qǐng)D1至圖10b，說(shuō)明三維浮雕模型生成裝置。

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的三維浮雕模型生成裝置的框圖。圖2a為本發(fā)明一實(shí)施例的圖像獲取部所獲取的二維圖像。圖2b為本發(fā)明一實(shí)施例的圖像獲取部所獲取的三維模型。圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的黑白圖像生成部所生成的黑白圖像。圖4a為本發(fā)明一實(shí)施例的多個(gè)白色區(qū)域分離的黑白圖像。圖4b為本發(fā)明一實(shí)施例的多個(gè)白色區(qū)域連接成一個(gè)區(qū)域的黑白圖像。圖5a及圖5b為設(shè)定本發(fā)明一實(shí)施例的不同形狀的邊緣的黑白圖像。圖6a為基于圖5a的黑白圖像生成的輪廓線(xiàn)，圖6b為基于圖5b的黑白圖像生成的輪廓線(xiàn)。圖7a為基于圖6a的輪廓線(xiàn)生成的網(wǎng)格，圖7b為基于圖6b的輪廓線(xiàn)生成的網(wǎng)格。圖8為在根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例生成的網(wǎng)格整合三維模型的圖。圖9a及圖9b為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例生成的三維浮雕模型。圖10a及圖10b示出圖9a及圖9b的三維浮雕模型所輸出的實(shí)物。

參照?qǐng)D1，三維浮雕模型生成裝置100可包括圖像獲取部110、黑白圖像生成部120、網(wǎng)格生成部130及三維浮雕模型生成部140。

只是，圖1所示的結(jié)構(gòu)要素并非必要結(jié)構(gòu)要素，也可體現(xiàn)為具有此外的結(jié)構(gòu)要素或者更少結(jié)構(gòu)要素的三維浮雕模型生成裝置100。

圖像獲取部110可獲取二維圖像及包含二維圖像內(nèi)對(duì)象的三維信息的三維模型。即，圖像獲取部110所獲取的二維圖像和三維模型以相同對(duì)象為對(duì)象。

圖像獲取部110所獲取的二維圖像可以為以如圖2a所示的人的臉部為對(duì)象的臉部圖像，圖像獲取部110所獲取的三維模型可以為以圖2a的人的臉部為對(duì)象的三維模型。

黑白圖像生成部120基于二維圖像生成黑白圖像。黑白圖像生成部以二維圖像的顏色值及亮度值為基礎(chǔ)生成黑白圖像。例如，利用像素的rgb值，根據(jù)規(guī)定范圍，將像素變換為黑色或白色。變換的黑色像素的集合為黑色區(qū)域，白色像素的集合為白色區(qū)域。并且，黑白圖像生成部120可在二維圖像中將對(duì)象的前景區(qū)域變換為白色區(qū)域。

圖3為黑白圖像生成部120基于圖2a的二維圖像生成的黑白圖像，參照?qǐng)D3，圖2a的二維圖像可由黑色區(qū)域和白色區(qū)域等兩個(gè)區(qū)域構(gòu)成。

但是，參照?qǐng)D4，在黑白圖像存在多個(gè)白色區(qū)域，在多個(gè)白色區(qū)域存在分離的區(qū)域a1、a2、a3。黑白圖像生成部120可連接多個(gè)白色區(qū)域，使得多個(gè)白色區(qū)域形成一個(gè)白色區(qū)域。從而，如圖4b所示，可形成多個(gè)白色區(qū)域之間連接的區(qū)域b1、b2、b3。

白色區(qū)域?yàn)橛扇S打印機(jī)輸出的部分，分離的白色區(qū)域在輸出之后并單獨(dú)分離，因此，上述分離的多個(gè)白色區(qū)域相連接，由此，生成的三維浮雕模型在一個(gè)三維打印機(jī)中被輸出成一個(gè)對(duì)象。

黑白圖像生成部120可將前景區(qū)域的邊緣形狀設(shè)定為規(guī)定形狀。例如，黑白圖像生成部120可將前景區(qū)域的邊緣形狀如圖5a及圖5b所示設(shè)定。只是，黑白圖像生成部120可設(shè)定的前景區(qū)域的邊緣形狀并不局限于圖5a及圖5b。

網(wǎng)格生成部130基于黑白圖像生成。黑白圖像的白色區(qū)域與三維浮雕模型的前景區(qū)域(figurearea)相對(duì)應(yīng)，因此，網(wǎng)格生成部130使與通過(guò)輪廓線(xiàn)形成的封閉區(qū)域中白色區(qū)域相對(duì)應(yīng)的區(qū)域由網(wǎng)格構(gòu)成。即，存在網(wǎng)格的區(qū)域可以與黑白圖像的白色區(qū)域相對(duì)應(yīng)。

圖6a為基于圖5a的黑白圖像生成的輪廓線(xiàn)，通過(guò)圖6a的輪廓線(xiàn)生成的各個(gè)封閉區(qū)域與圖5a的黑色區(qū)域和白色區(qū)域相對(duì)應(yīng)。圖6b為基于圖5b的黑色圖像生成的輪廓線(xiàn)，通過(guò)圖6b的輪廓線(xiàn)形成的各個(gè)封閉區(qū)域與圖5b的黑色區(qū)域和白色區(qū)域相對(duì)應(yīng)。

圖7a為基于圖6a的輪廓線(xiàn)生成的網(wǎng)格，是基于與通過(guò)圖6a的輪廓線(xiàn)形成的封閉區(qū)域中白色區(qū)域相對(duì)應(yīng)的區(qū)域的網(wǎng)格。圖7b為基于圖6b的輪廓線(xiàn)生成的網(wǎng)格，是基于與通過(guò)圖6b的輪廓線(xiàn)生成的封閉區(qū)域中白色區(qū)域相對(duì)應(yīng)的區(qū)域的網(wǎng)格。

三維浮雕模型生成部140在網(wǎng)格適用三維模型的立體信息來(lái)生成三維浮雕模型。如圖8所示，三維浮雕模型生成部140在由網(wǎng)格生成部130生成的網(wǎng)格整合圖像獲取部110所獲取的三維模型，向網(wǎng)格賦予與網(wǎng)格的各個(gè)位置相對(duì)應(yīng)的三維模型的三維立體信息來(lái)生成三維浮雕模型。即，還向僅包含xy值的網(wǎng)格賦予z值。三維浮雕模型生成部140以賦予的三維立體信息為基礎(chǔ)向三維浮雕模型賦予具有高度的曲線(xiàn)，從而最終可生成三維浮雕模型。

圖9a及圖9b為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例向圖7a的網(wǎng)格賦予三維立體信息而生成的三維浮雕模型。參照?qǐng)D9a及圖9b，可確認(rèn)在浮雕模型包含三維立體信息。圖10a及圖10b示出上述生成的三維浮雕模型通過(guò)三維打印機(jī)輸出的實(shí)物。

根據(jù)上述三維浮雕模型生成裝置100，可通過(guò)少量的運(yùn)算生成三維浮雕模型，并可生成在單色三維打印機(jī)也能夠輸出的三維浮雕模型。

以下，參照?qǐng)D11，具體說(shuō)明基于上述結(jié)構(gòu)來(lái)生成三維浮雕模型的方法。

圖11為示出本發(fā)明一實(shí)施例的三維浮雕模型生成方法的流程圖。

參照?qǐng)D11，三維浮雕模型生成方法可包括：獲取二維圖像及包含二維圖像內(nèi)對(duì)象的三維信息的三維模型的步驟s110；基于上述二維圖像生成黑白圖像的步驟s120；基于上述黑白圖像生成網(wǎng)格的步驟s130；以及在上述網(wǎng)格適用上述三維信息來(lái)生成三維浮雕模型的步驟s140。

以下，參照?qǐng)D1至圖11，詳細(xì)說(shuō)明上述步驟s110至步驟s140。

在步驟s110中，圖像獲取部110可獲取二維圖像及包含二維圖像內(nèi)對(duì)象的三維信息的三維模型。即，圖像獲取部110所獲取的二維圖像和三維模型均以相同的對(duì)象為對(duì)象。

圖像獲取部110所獲取的二維圖像可以為以如圖2a所示的人的臉部為對(duì)象的臉部圖像，圖像獲取部110所獲取的三維模型可以為以圖2a的人的臉部為對(duì)象的三維模型。

在步驟s120中，黑白圖像生成部120可基于二維圖像生成黑白圖像。

黑白圖像生成部120以二維圖像的顏色值及亮度值為基礎(chǔ)生成如圖3所示的黑白圖像。并且，黑白圖像生成部120可將二維圖像中的對(duì)象的前景區(qū)域變換為白色區(qū)域。

圖3為黑白圖像生成部120基于圖2a的二維圖像生成的黑白圖像，參照?qǐng)D3，圖2a的二維圖像可由黑色區(qū)域和白色區(qū)域等兩個(gè)區(qū)域構(gòu)成。

在步驟s130中，網(wǎng)格生成部130可基于黑白圖像生成網(wǎng)格。黑白圖像的白色區(qū)域可以與三維浮雕模型的前景區(qū)域(figurearea)相對(duì)應(yīng)，因此，網(wǎng)格生成部130使與通過(guò)輪廓線(xiàn)形成的封閉區(qū)域中白色區(qū)域相對(duì)應(yīng)的區(qū)域由網(wǎng)格構(gòu)成。即，存在網(wǎng)格的區(qū)域可以與黑白圖像的白色區(qū)域相對(duì)應(yīng)。

在步驟s140中，三維浮雕模型生成部140可在網(wǎng)格適用三維模型的立體信息來(lái)生成三維浮雕模型。如圖8所示，三維浮雕模型生成部140在由網(wǎng)格生成部130生成的網(wǎng)格整合圖像獲取部110所獲取的三維模型，向網(wǎng)格賦予與網(wǎng)格的各個(gè)位置相對(duì)應(yīng)的三維模型的三維立體信息來(lái)生成三維浮雕模型。即，還向僅包含xy值的網(wǎng)格賦予z值。

作為例示，如圖8所示，三維浮雕模型生成部140在圖7a的網(wǎng)格整合三維立體模型，并可生成如圖9a所示的三維浮雕模型。

另一方面，在本發(fā)明實(shí)施例的步驟s120中，在生成的黑白圖像內(nèi)的白色區(qū)域?yàn)槎鄠€(gè)的情況下，黑白圖像生成部120可連接多個(gè)白色區(qū)域，使得多個(gè)白色區(qū)域變成一個(gè)白色區(qū)域。

參照?qǐng)D4a，在黑白圖像存在多個(gè)白色區(qū)域，在多個(gè)白色區(qū)域存在分離的區(qū)域a1、a2、a3。黑白圖像生成部120可連接多個(gè)白色區(qū)域，使得多個(gè)白色區(qū)域形成一個(gè)白色區(qū)域。從而，如圖4b所示，可形成多個(gè)白色區(qū)域之間連接的區(qū)域b1、b2、b3。

圖4a的a1為多個(gè)白色區(qū)域分離的區(qū)域，在進(jìn)行輸出后，為了維持輸出物的形態(tài)，在a1分離的多個(gè)白色區(qū)域可相互連接。

如上所述，多個(gè)白色區(qū)域由一個(gè)白色區(qū)域形成，由此，生成的三維浮雕模型可在三維打印機(jī)中輸出成一個(gè)對(duì)象。

并且，在本發(fā)明一實(shí)施例的步驟120中，黑白圖像生成部120可將黑白圖像的前景區(qū)域的邊緣形狀設(shè)定成規(guī)定形狀。前景區(qū)域?yàn)樵诤诎讏D像中設(shè)定對(duì)象的白色區(qū)域，前景區(qū)域的邊緣形狀可如圖5a及圖5b設(shè)定。只是，黑白圖像設(shè)定部120可設(shè)定的前景區(qū)域的邊緣形狀并不局限于圖5a及圖5b。

圖12為示出執(zhí)行本發(fā)明一實(shí)施例的三維浮雕模型生成方法的計(jì)算系統(tǒng)的框圖。

參照?qǐng)D12，計(jì)算系統(tǒng)1000可包括通過(guò)總線(xiàn)1200連接的至少一個(gè)處理器1100、存儲(chǔ)器1300、用戶(hù)界面輸入裝置1400、用戶(hù)界面輸出裝置1500、寄存器1600及網(wǎng)絡(luò)接口1700。

處理器1100可以為執(zhí)行存儲(chǔ)于中央處理器(cpu)或存儲(chǔ)器1300和/或寄存器1600的指令的半導(dǎo)體裝置。存儲(chǔ)器1300及寄存器1600可包括多種易失性或非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)。例如，存儲(chǔ)器1300可包括只讀存儲(chǔ)器(readonlymemory)及隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(randomaccessmemory)。

因此，以與在本說(shuō)明書(shū)中提出的實(shí)施例相關(guān)的方式說(shuō)明的方法或算法的步驟可直接體現(xiàn)為通過(guò)處理器1100執(zhí)行的硬件、軟件模塊或其兩個(gè)的結(jié)合。軟件模塊可形成于如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、閃存、只讀存儲(chǔ)器、可擦可編程只讀存儲(chǔ)器、電可擦除只讀存儲(chǔ)器、寄存器、硬盤(pán)、可移動(dòng)盤(pán)、只讀光盤(pán)等存儲(chǔ)介質(zhì)(即，存儲(chǔ)器1300和/或寄存器1600)。例示性存儲(chǔ)介質(zhì)與處理器1100耦合，上述處理器1100可從存儲(chǔ)介質(zhì)讀取信息，并可在存儲(chǔ)介質(zhì)記入信息。作為另一方法，存儲(chǔ)介質(zhì)可以與處理器1100形成為一體。處理器及存儲(chǔ)介質(zhì)可形成于特定用途集成電路(asic)。特定用途集成電路可形成于用戶(hù)終端。作為另一方法，處理器及存儲(chǔ)介質(zhì)可以為用戶(hù)終端內(nèi)的個(gè)別組件。

如上所述的三維浮雕模型生成裝置及方法并不局限于上述說(shuō)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和方法，各個(gè)實(shí)施例的全部或一部分可以選擇性組合，以便上述實(shí)施例可具有多種變形。