一種增強文物正投影圖像的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種增強文物正投影圖像的方法，包括以下步驟：建立文物的三維模型；把三維模型的法向信息轉(zhuǎn)換為偽彩色，對三維模型進(jìn)行著色，采用正射投影方式，得到三維模型的法向正投影圖像，保存為法向圖像；利用三維模型的紋理對三維模型進(jìn)行著色，采用正射投影方式，得到三維模型的紋理正投影圖像，保存為紋理圖像；融合法向圖像和紋理圖像，得到增強的非真實感正投影圖像。本發(fā)明增強的非真實感正投影圖像既保留了文物的幾何信息，又反映了文物的紋理變化，突出了文物表面不明顯的細(xì)節(jié)。以本發(fā)明增強的正投影圖像作為底圖，可以提高繪制文物線圖的精度和效率。
【專利說明】
一種増強文物正投影圖像的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及文物圖像處理領(lǐng)域，具體涉及一種增強文物正投影圖像的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 正投影圖像能夠正確地表現(xiàn)文物尺寸和結(jié)構(gòu)，是繪制文物線圖的重要依據(jù)。文物 專家以文物的正投影圖像作為底圖，通過點、線、面的描繪得到文物線圖，用于出版和檔案 保存。
[0003] 基于透視原理的照相機獲得的照片存在透視變形，不能直接作為繪制文物線圖的 底圖。三維掃描儀或多視角立體重建軟件能夠獲得文物表面的幾何和紋理數(shù)據(jù)，建立文物 的三維模型，在計算機上通過軟件設(shè)置投影方式，可以獲得文物的正投影圖像。但是單獨利 用文物的三維幾何模型或者紋理得到的正投影圖像不能全面反映文物表面的細(xì)節(jié)信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明公開了一種增強文物正投影圖像的方法，本 發(fā)明融合了文物的幾何和紋理信息，突出了文物表面不明顯的細(xì)節(jié)。以增強的正投影圖像 作為底圖，可以提高繪制文物線圖的精度和效率。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下：
[0006] -種增強文物正投影圖像的方法，包括以下步驟：
[0007] 建立文物的三維模型；
[0008] 把三維模型的法向信息轉(zhuǎn)換為偽彩色，對三維模型進(jìn)行著色，采用正射投影方式， 得到三維模型的法向正投影圖像，保存為法向圖像；
[0009] 利用三維模型的紋理對三維模型進(jìn)行著色，采用正射投影方式，得到三維模型的 紋理正投影圖像，保存為紋理圖像；
[0010] 融合法向圖像和紋理圖像，得到增強的非真實感正投影圖像。
[0011]進(jìn)一步的，文物的三維模型的建立方式為用三維掃描儀掃描或利用多視角立體重 建軟件進(jìn)行搭建。
[0012] 進(jìn)一步的，把三維模型的法向信息轉(zhuǎn)換為偽彩色時即將法向量的xyz坐標(biāo)分量分 別對應(yīng)彩色rgb的顏色分量。
[0013] 進(jìn)一步的，融合法向圖像和紋理圖像，得到增強的非真實感正投影圖像時，采用的 手段是建立泊松方程，泊松方程的解就是非真實感圖像u。
[0014] 進(jìn)一步的，建立和求解泊松方程的方法如下：
[0015] a)設(shè)得到的法向圖像為f，紋理圖像為g，融合后的非真實感圖像為u;
[0016] b)建立泊松方程au-V2u = af-0V2g，其中參數(shù)α控制非真實感圖像U的顏色與法向 圖像f的接近程度，參數(shù)β控制紋理圖像g的梯度放大率，V 2是圖像的拉普拉斯算子；
[0017] c)用快速行進(jìn)法數(shù)值求解；
[0018] d)把解保存為非真實感圖像u。
[0019] 本發(fā)明的有益效果：
[0020] 本發(fā)明在文物的三維模型基礎(chǔ)上，采用正射投影方式，分別渲染文物的法向正投 影圖像和紋理正投影圖像，然后融合法向圖像和紋理圖像，得到增強的非真實感正投影圖 像。本發(fā)明增強的非真實感正投影圖像既保留了文物的幾何信息，又反映了文物的紋理變 化，突出了文物表面不明顯的細(xì)節(jié)。以本發(fā)明增強的正投影圖像作為底圖，可以提高繪制文 物線圖的精度和效率。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明的實施的流程圖；
[0022] 圖2為三維模型的法向正投影圖像；
[0023]圖3為三維模型的紋理正投影圖像；
[0024]圖4為增強的非真實感正投影圖像。
【具體實施方式】：
[0025] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0026] 圖1為本發(fā)明的實施流程圖，如圖1所示，本發(fā)明的實現(xiàn)過程如下：
[0027] (1)與普通的照相機不同，該方法需要用三維掃描儀或多視角立體重建軟件建立 文物的三維模型。
[0028] (2)把三維模型的法向信息轉(zhuǎn)換為偽彩色(把[_1，1]線性轉(zhuǎn)換為[0,255]，法向量 的xyz坐標(biāo)分量分別對應(yīng)彩色rgb的顏色分量），對三維模型進(jìn)行著色(使顯示結(jié)果具有顏色 信息），采用正射投影方式，得到三維模型的法向正投影圖像，保存為法向圖像(反映物體表 面的幾何信息），如圖2所示。；
[0029] (3)利用三維模型的紋理對三維模型進(jìn)行著色，這是一般三維軟件具備的基本功 能，采用正射投影方式，得到三維模型的紋理正投影圖像，保存為紋理圖像，紋理圖像反映 物體表面的紋理信息，如圖3所示；
[0030] (4)設(shè)得到的法向圖像為f，紋理圖像為g，融合后的非真實感圖像為u;建立泊松方 程aU-V2u = af-i3V2g，其中參數(shù)α控制非真實感圖像u的顏色與法向圖像f的接近程度(參數(shù) 大小可以由操作用戶選擇，一般為〇.〇1至0.1之間），參數(shù)β控制紋理圖像g的梯度放大率(參 數(shù)大小可以由操作用戶選擇，一般為1.0至5.0之間），V 2是圖像的拉普拉斯算子;用快速行 進(jìn)法數(shù)值求解；
[0031] 把解保存為圖像，這就是增強的非真實感正投影圖像，如圖4所示。從圖2、圖3和圖 4的對比，可以看出法向和紋理圖像中不明顯的細(xì)節(jié)信息在增強的非真實感正投影圖像中 非常清楚。
[0032] 上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范 圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不 需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種增強文物正投影圖像的方法，其特征是，包括以下步驟： 建立文物的三維模型； 把三維模型的法向信息轉(zhuǎn)換為偽彩色，對三維模型進(jìn)行著色，采用正射投影方式，得到 三維模型的法向正投影圖像，保存為法向圖像； 利用三維模型的紋理對三維模型進(jìn)行著色，采用正射投影方式，得到三維模型的紋理 正投影圖像，保存為紋理圖像； 融合法向圖像和紋理圖像，得到增強的非真實感正投影圖像。2. 如權(quán)利要求1所述的一種增強文物正投影圖像的方法，其特征是，文物的三維模型的 建立方式為用三維掃描儀掃描或利用多視角立體重建軟件進(jìn)行搭建。3. 如權(quán)利要求1所述的一種增強文物正投影圖像的方法，其特征是，融合法向圖像和紋 理圖像，得到增強的非真實感正投影圖像時，采用的手段是建立泊松方程，泊松方程的解就 是非真實感圖像u。4. 如權(quán)利要求3所述的一種增強文物正投影圖像的方法，其特征是，建立和求解泊松方 程的方法如下： a) 設(shè)得到的法向圖像為f，紋理圖像為g，融合后的非真實感圖像為u; b) 建立泊松方程伽-VV=CK/- ,Wi，其中參數(shù)α控制非真實感圖像u的顏色與法向圖 像f的接近程度，參數(shù)β控制紋理圖像g的梯度放大率，V2是圖像的拉普拉斯算子； c) 用快速行進(jìn)法數(shù)值求解； d) 把解保存為非真實感圖像u。5. 如權(quán)利要求1所述的一種增強文物正投影圖像的方法，其特征是，把三維模型的法向 信息轉(zhuǎn)換為偽彩色時即將法向量的xyz坐標(biāo)分量分別對應(yīng)彩色rgb的顏色分量。
【文檔編號】G06T17/00GK105931212SQ201610259453
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】潘榮江
【申請人】山東大學(xué)