一种自由视角变光照图像采集系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108119780A(43)申请公布日2018.06.05(21)申请号201711362925.0F21Y115/10(2016.01)(22)申请日2017.12.18(71)申请人南京大学地址210046江苏省南京市栖霞区仙林大道163号(72)发明人曹汛黄铭锴金威季胜裕(74)专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人李媛媛(51)Int.Cl.F21K9/20(2016.01)F21V19/00(2006.01)F21V23/00(2015.01)H04N5/225(2006.01)H04N5/235(2006.01)G06T17/10(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种自由视角变光照图像采集系统(57)摘要本发明公开了一种自由视角变光照图像采集系统。该系统包括球形框架、图像采集设备、LED灯组、灯组控制板、球形云台和控制主机，球形框架由方形金属桁架结构搭建而成；LED灯组安装于球形框架的节点上，LED灯通过线缆与灯组控制板连接；图像采集设备通过球形云台固定在球形框架上；灯组控制板与图像采集设备均与控制主机连接。本发明的系统能够通过控制不同角度的LED灯组来获得不同光照环境，并通过图像采集设备获得图像序列，能够用于游戏影视的三维模型重建、图像渲染以及计算机视觉的数据采集等领域。CN108119780ACN108119780A权利要求书1/1页1.一种自由视角变光照图像采集系统，其特征在于，该系统包括球形框架、图像采集设备、LED灯组、灯组控制板、球形云台和控制主机，所述球形框架由方形金属桁架结构搭建而成；所述LED灯组安装于球形框架的节点上，LED灯通过线缆与灯组控制板连接；所述图像采集设备通过球形云台固定在球形框架上；所述灯组控制板与图像采集设备均与控制主机连接。2.根据权利要求1所述的一种自由视角变光照图像采集系统，其特征在于，所述球形框架包括底座、支撑杆和金属框架，金属框架通过支撑杆固定在底座上；所述金属框架呈球状，其顶面和底面为五边形；所述金属框架的一侧开有矩形入口。3.根据权利要求1所述的一种自由视角变光照图像采集系统，其特征在于，所述球形框架的节点通过连接块连接，所述LED灯组安装于连接块上；所述连接块包括多边形基板和翼片，翼片固定在多边形基板上，且与多边形基板呈一定夹角；所述多边形基板上设有通孔，所述线缆穿过通孔；所述翼片上设有固定孔，翼片通过螺丝和固定孔与球形框架的金属杆固定在一起。4.根据权利要求3所述的一种自由视角变光照图像采集系统，其特征在于，所述球形框架的节点中，由五边连接形成的节点所采用的连接块为五翼连接块，即连接块的翼片为五个；由六边连接形成的节点所采用的连接块为六翼连接块，即连接块的翼片为六个。5.根据权利要求4所述的一种自由视角变光照图像采集系统，其特征在于，所述球形框架的节点中，由五边连接形成的节点所采用的连接块为五翼连接块叠加六翼连接块，所述五翼连接块和六翼连接块的多边形基板上设有叠加连接孔。6.根据权利要求1所述的一种自由视角变光照图像采集系统，其特征在于，所述LED灯组以6个LED灯为一组。2CN108119780A说明书1/4页一种自由视角变光照图像采集系统技术领域[0001]本发明涉及一种能够提供不同光照环境，并在此环境下采集自由视角图像序列的图像采集系统，属于图像采集装置领域。背景技术[0002]计算机视觉领域近年来发展迅速，越来越多的有关三维、图像等方面的技术被应用于工业生产，全景图像与VR相机设备结合进入大众视野，三维重建模型与模型采集设备不仅广泛应用于游戏领域，一些高精度模型也被用于影视制作，比如《阿凡达》、《爵迹》等。无论是三维模型还是全景图片，都是基于图像采集的技术。[0003]对三维模型来说，目前的三维重建技术主要分为主动式与被动式，主动式技术通过特殊设备发射激光或红外点阵来获取物体的几何特征，比如结构光设备kinect，以及激光扫描仪。这类设备需要耗费大量时间来进行扫描才能获得较好的模型效果，而且要求拍摄设备要带有红外线或激光的发射与接收模块，不适宜于普适化的应用。被动式技术通过采集一系列图片来获取物体的几何信息，比如通过不同角度拍摄的一系列图片重建三维模型的多视点重建算法，通过计算不同角度下图片中的特征点位置，能够计算出其在空间结构中的坐标，或者通过同一视角下，不同光照条件的图片计算法向量信息，从而恢复模型的光度立体三维重建算法。可以看出被动式技术一方面需要从不同角度获得图像，同时又要能提供不同的光照环境。[0004]在三维影视或游戏领域更是需要渲染不同光照下的模型，因此在过去一段时间里许多大学与研究机构曾尝试设计一些变光照的图像采集系统，例