分布式多目立體視覺系統及目標提取方法與流程

本發明涉及目標提取與三維測量技術領域，是一種針對中小型物體進行全角度下目標紋理與輪廓提取的裝置和方法。

背景技術：

立體視覺測量是獲取物體三維信息的重要方法，在三維測量領域應用廣泛。為測量物體整體三維形貌，需在全角度下對被測物進行測量。全角度測量一般分為兩類方法：一類使用少量傳感器，通過傳感器與被測物之間的相對運動，實現在不同視角下對被測物的測量；一類在空間中布置多組位置固定的傳感器，無需運動被測物，也可得到全角度下被測物的完整三維形貌。

通過傳感器與被測物間的相對運動，實現三維測量的方法比較靈活，但是需要多次移動并測量，才能得到完整的三維數據，測量效率低；通過空間多組位置相對固定的三維傳感器，進行三維測量的方法能夠快速獲取被測物各個方位的數據，測量速度快，但是多組三維傳感器間需要有效同步協同工作，一般需要高性能的圖像采集裝置，整套系統成本高昂。此外，目前已有基于ip協議的網絡攝像機監控系統，但是此類系統一般分布在較大范圍內，僅靠ip協議和圖像的時間戳，無法保證所有圖像傳感器的精密(微秒級)同步工作。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種分布式多目立體視覺系統及目標提取方法，以實現在進行中小型物體的全角度三維測量時，確保立體視覺圖像傳感器模塊工作的同步性。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種分布式多目立體視覺系統，包括：全角度拍攝裝置，以及控制該全角度拍攝裝置拍攝待測物及圖像處理的數據控制及處理平臺。

進一步，所述全角度拍攝裝置包括若干立體圖像采集模塊，且以待測物為中心通過各立體圖像采集模塊對待測物進行全角度拍攝圖像，并且將圖像通過數據傳輸網絡發送至數據控制及處理平臺；以及所述數據控制及處理平臺適于通過同步控制網絡觸發相應立體圖像采集模塊同步拍攝，并根據獲得的圖像對待測物進行目標提取，以獲得全角度下的目標圖像。

進一步，立體圖像采集模塊為六個，且分別位于待測物上、下，左、右和前、后六個方位；所述立體圖像采集模塊包括：兩個構成雙目的圖像傳感器，位于雙目之間設有光源，以及主控單元；其中所述主控單元還連接有數據交互接口和同步觸發接口；通過數據交互接口構建數據傳輸網絡；以及通過同步觸發接口獲得數據控制及處理平臺發送的同步采集信號；并且所述數據控制及處理平臺還適于控制各立體圖像采集模塊中的光源組合點亮或關閉，以拍攝待測物相應方向的照明圖像。

進一步，各立體圖像采集模塊中的光源組合點亮或關閉，即所有光源分別點亮，依次拍攝待測物各個方向上的明場照明圖像；左、右和前、后四個方位的光源均點亮，上、下兩個方位的光源關閉，通過上、下立體圖像采集模塊拍攝待測物在上、下方向上的暗場照明圖像；上、下和前、后四個方位的光源均點亮，左、右兩個方位的光源關閉，通過左、右立體圖像采集模塊拍攝待測物在左、右方向上的暗場照明圖像；上、下和左、右四個方位的光源均點亮，前、后兩個方位的光源關閉，通過前、后立體圖像采集模塊拍攝待測物在前、后方向上的暗場照明圖像；其中將各照明圖像發送至數據控制及處理平臺。

進一步，所述數據控制及處理平臺包括：上位機，與該上位機相連的網絡交換機、同步控制模塊；其中上位機控制同步控制模塊通過同步控制網絡觸發相應立體圖像采集模塊同步拍攝；以及所述網絡交換機連接數據傳輸網絡且將各立體圖像采集模塊獲得的圖像發送至上位機。

進一步，所述上位機適于通過暗場照明圖像得到黑白掩模圖像，并將同一圖像傳感器拍攝的明場照明圖像與黑白掩模圖像進行融合，以得到同時包含紋理信息與輪廓信息的待測物提取圖像；通過獲取各角度的待測物提取圖像，以得到全角度下的目標圖像。

進一步，所述上位機適于通過暗場照明圖像得到黑白掩模圖像，即使用邊緣提取算子對暗場照明圖像進行預處理，得到含噪聲的邊緣圖像；使用種子填充法找到邊緣圖像中的所有邊緣輪廓，并去除長度較短的輪廓線，同時判定閉合輪廓；選取邊緣圖像的邊界點作為起始種子點，使用區域生長算法依次標記所有連通區域；將起始連通區域涂黑，作為第一級連通區域；下一級連通區域涂白；如此交替直至所有連通區域都被訪問，以形成待測物的黑白掩模圖像。又一方面，本發明還提供了一種目標提取方法。

所述目標提取方法包括：

組網，即構建同步控制網絡和數據傳輸網絡；且通過同步控制網絡控制全角度拍攝裝置觸發拍攝，以獲得待測物全角度拍攝圖像，并通過數據傳輸網絡傳輸圖像。

進一步，所述全角度拍攝裝置以待測物為中心設有若干立體圖像采集模塊對待測物進行全角度拍攝，并且將圖像通過數據傳輸網絡發送至數據控制及處理平臺；以及所述數據控制及處理平臺適于通過同步控制網絡觸發相應立體圖像采集模塊同步拍攝，并通過圖像對待測物進行目標提取，以獲得全角度下的目標圖像。

進一步，立體圖像采集模塊為六個，且分別位于待測物上、下，左、右和前、后六個方位；所述立體圖像采集模塊包括：兩個構成雙目的圖像傳感器，位于雙目之間設有光源，以及主控單元；其中所述主控單元還連接有數據交互接口和同步觸發接口；通過數據交互接口構建數據傳輸網絡；以及通過同步觸發接口獲得數據控制及處理平臺發送的同步采集信號；并且所述數據控制及處理平臺還適于控制各立體圖像采集模塊中的光源組合點亮或關閉，以拍攝待測物相應方向的照明圖像；各立體圖像采集模塊中的光源組合點亮或關閉，即所有光源分別點亮，依次拍攝待測物各個方向上的明場照明圖像；左、右和前、后四個方位的光源均點亮，上、下兩個方位的光源關閉，通過上、下立體圖像采集模塊拍攝待測物在上、下方向上的暗場照明圖像；上、下和前、后四個方位的光源均點亮，左、右兩個方位的光源關閉，通過左、右立體圖像采集模塊拍攝待測物在左、右方向上的暗場照明圖像；上、下和左、右四個方位的光源均點亮，前、后兩個方位的光源關閉，通過前、后立體圖像采集模塊拍攝待測物在前、后方向上的暗場照明圖像；其中將各照明圖像發送至數據控制及處理平臺；以及所述數據控制及處理平臺包括：上位機，與該上位機相連的網絡交換機、同步控制模塊；其中上位機控制同步控制模塊通過同步控制網絡觸發相應立體圖像采集模塊同步拍攝；以及所述網絡交換機連接數據傳輸網絡且將各立體圖像采集模塊獲得的圖像發送至上位機；所述上位機適于通過暗場照明圖像得到黑白掩模圖像，并將同一圖像傳感器拍攝的明場照明圖像與黑白掩模圖像進行融合，以得到同時包含紋理信息與輪廓信息的待測物提取圖像；通過獲取各角度的待測物提取圖像，以得到全角度下的目標圖像；上位機獲取各角度的待測物提取圖像，以得到全角度下的目標圖像的方法包括：所述上位機適于通過暗場照明圖像得到黑白掩模圖像，并將同一圖像傳感器拍攝的明場照明圖像與黑白掩模圖像進行融合，以得到同時包含紋理信息與輪廓信息的待測物提取圖像；通過獲取各角度的待測物提取圖像，以得到全角度下的目標圖像；以及通過暗場照明圖像得到黑白掩模圖像的方法包括：使用邊緣提取算子對暗場照明圖像進行預處理，得到含噪聲的邊緣圖像；使用種子填充法找到邊緣圖像中的所有邊緣輪廓，并去除長度較短的輪廓線，同時判定閉合輪廓；待測物均位于邊緣圖像中央區域，選取邊緣圖像的邊界點作為起始種子點，使用區域生長算法依次標記所有連通區域；將起始連通區域涂黑，作為第一級連通區域；下一級連通區域涂白；如此交替直至所有連通區域都被訪問，以形成待測物的黑白掩模圖像。

本發明的有益效果是：本發明的分布式多目立體視覺系統中多個立體圖像采集模塊和一個數據控制及處理平臺，組網，即構建適于同時接入的數據傳輸網絡、同步控制網絡；其中數據控制及處理平臺通過同步控制網絡，控制所有的立體圖像采集模塊同步采集并拍攝被測物各個角度的二維圖像和/或三維圖像數據；之后，所有立體圖像采集模塊獨立通過數據傳輸網絡，將測量結果匯總至數據控制及處理平臺，實現全角度下的三維測量。該組網方法既保證了各立體圖像采集模塊之間的同步性，又無需性能強大的圖像采集設備，同時還保證了數據傳輸的效率，兼顧了高效率與低成本；并且本發明采用立體圖像采集模塊和光源組成合理的空間布局，針對中小型物體，可有效實現對待測物的全角度測量；可以根據待測物的幾何特點，增加或減少立體圖像采集模塊與光源的數量，以更好的配合待測物體從需要的方位對待測物進行目標提取；以及本發明的分布式多目立體視覺系統無運動機構，不會引入額外的機械誤差等；本發明還通過主動光照明的方式提高了目標和背景的對比度，結合提出的一系列處理算法，能極大提高目標提取的穩定性；進一步，由于采用固定功率的光源，算法參數無需每次測量時人工調校，使用方便。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1本發明的分布式多目立體視覺系統的原理框圖；

圖2是本發明的分布式多目立體視覺系統的結構示意圖；

圖3立體視覺圖像傳感器模塊組成結構的第一種實施方式示意圖；

圖4立體視覺圖像傳感器模塊組成結構的第二種實施方式示意圖；

圖5本發明的分布式多目立體視覺系統的系統構成圖；

圖6是明場照明圖像示例；

圖7是暗場照明圖像示例；

圖8是初始的邊緣圖像；

圖9是處理后的邊緣圖像；

圖10是黑白掩模圖像；

圖11是最終提取結果。

具體實施方式

現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。

多個立體圖像采集模塊，在空間不同方位排布，使其測量范圍覆蓋以被測物為中心的4π立體角(稱全角度)，組合形成所述的分布式多目立體視覺系統。其中，立體圖像采集模塊是指由一對圖像傳感器(cmos圖像傳感器)組成的立體視覺三維傳感器。多個立體圖像采集模塊和一個數據控制及處理平臺，同時接入數據傳輸網絡與同步控制網絡。數據控制及處理平臺通過同步控制網絡，控制所有的立體圖像采集模塊同步采集并測量被測物各個角度的二維圖像與三維數據；之后，所有立體圖像采集模塊獨立通過數據傳輸網絡，將測量結果匯總至數據控制及處理平臺，實現全角度下的三維測量。

該系統各立體圖像采集模塊相互獨立工作，具有很高的數據處理與傳輸能力，可擴展、易維護且成本低廉；同時，立體圖像采集模塊之間具有良好的同步性，可測量動態物體。該系統在中小型物體三維形貌測量領域具有良好推廣前景。

實施例1

如圖1所示，本實施例1提供了一種分布式多目立體視覺系統，包括：

全角度拍攝裝置，以及控制該全角度拍攝裝置拍攝待測物及圖像處理的數據控制及處理平臺。

所述全角度拍攝裝置包括若干立體圖像采集模塊，且以待測物為中心通過各立體圖像采集模塊對待測物進行全角度拍攝圖像，并且將圖像通過數據傳輸網絡發送至數據控制及處理平臺；以及所述數據控制及處理平臺適于通過同步控制網絡觸發相應立體圖像采集模塊同步拍攝，并根據獲得的圖像對待測物進行目標提取，以獲得全角度下的目標圖像。

具體的，各立體圖像采集模塊同時與1套數據傳輸網絡(基于ip協議的網絡)和1套同步控制網絡(基于實時電信號的網絡)連接并通信。數據控制及處理平臺，也同時連接到數據傳輸網絡與同步控制網絡上，通過同步控制網絡實現各立體圖像采集模塊的精確同步采集，通過數據傳輸網絡匯總立體圖像采集模塊的拍攝圖像。

所述立體圖像采集模塊的個數和位置可根據待測物的具體特性進行更改，具體的，立體圖像采集模塊的數量，可根據被測物的幾何特性，增加或減少；增加或減少的規律為：若待測物在上、下，左、右和前、后六個方向中的某一個方向上表面積較小，則可移除該方位上的立體圖像采集模塊；若待測物在上、下，左、右和前、后六個方向中的某兩個方向間的朝向上，表面積較大，則在此朝向的方位上增加立體圖像采集模塊。

作為分布式多目立體視覺系統的一種可選的實施方式：

在圖2中101、102、103、104、105、106分別為上、下、左、右、前、后位置的立體圖像采集模塊；401為待測物體；201、211、202、212、203、213、204、214、205、215、206、216均為圖像傳感器，301、302、303、304、305、306分別為光源。

立體圖像采集模塊為六個，且分別位于待測物上、下，左、右和前、后六個方位；所述立體圖像采集模塊包括：兩個構成雙目的圖像傳感器，位于雙目之間設有光源，以及主控單元；其中所述主控單元還連接有數據交互接口和同步觸發接口；通過數據交互接口構建數據傳輸網絡；以及通過同步觸發接口獲得數據控制及處理平臺發送的同步采集信號；并且所述數據控制及處理平臺還適于控制各立體圖像采集模塊中的光源組合點亮或關閉，以拍攝待測物相應方向的照明圖像。

作為立體圖像采集模塊可選的兩種實施方式，第一種如圖3所示，第二種如圖4所示。

第一種立體圖像采集模塊的結構如圖3所示，由兩組相對獨立的單目視覺傳感系統組成。其中第一組單目視覺傳感系統包含：主控單元，cmos圖像傳感器，電源控制電路，數據處理單元，數據存儲單元，數據交互接口，同步觸發接口。其中第二組單目視覺傳感系統包含：主控單元，cmos圖像傳感器，電源控制電路，數據處理單元，數據存儲單元，數據交互接口，同步觸發接口。

以其中第一組單目視覺傳感系統為例說明工作方式。工作時，電源控制電路對該組內所有部分供電。數據交互接口接入如圖1所示的數據傳輸網絡中(基于ip的網絡)，用于數據的傳輸；同步觸發接口接入如圖1所示的同步控制網絡中(基于實時電信號的網絡，該網絡中的同步信號，可以電平的上升沿、下降沿、高電平或者低電平等形式存在)。同步觸發接口在接到觸發信號后，主控單元控制cmos圖像傳感器采集圖像，并將該圖像發送至數據處理單元，經處理后，得到圖像數據；數據存儲單元負責儲存該數據，并通過數據交互接口將數據獨立傳輸至如圖1所示的數據控制及處理平臺中。如此即可完成數據的采集。

第二種立體圖像采集模塊的結構如圖4所示，由主控單元同時控制兩cmos圖像傳感器。此外，該立體圖像采集模塊還包括電源控制電路，數據處理單元，數據存儲單元，數據交互接口，同步觸發接口。

工作時，數據交互接口接入如圖1所示的數據傳輸網絡中(基于ip的網絡)，用于數據的傳輸；同步觸發接口接入如圖1所示的同步控制網絡中(基于實時電信號的網絡，該網絡中的同步信號，可以電平的上升沿、下降沿、高電平或者低電平等形式存在)。同步觸發接口在接到觸發信號后，主控單元控制兩cmos圖像傳感器采集圖像，并將該圖像發送至數據處理單元，經處理后，得到圖像數據；數據存儲單元負責儲存該數據，并通過數據交互接口將數據獨立傳輸至如圖1所示的數據控制及處理平臺中。如此即可完成數據的采集。

立體圖像采集模塊具備獨立采集與處理數據的能力。多個立體圖像采集模塊組網形成分布式多目立體視覺系統，理論上可無限拓展立體圖像采集模塊的個數；同時，有效減小數據控制及處理平臺的運算量，系統更為穩定。

其中，光源例如但不限于采用led光源，且光源的發光角度與圖像傳感器的視場角相等或接近，以提高照明效率。

led光源的開關可由數據控制及處理平臺程序化控制，快速開啟或關閉，即控制各個led光源依次組合閃爍，同時所有圖像傳感器模塊同步拍攝待測物的明場照明圖像和暗場照明圖像。光源的亮暗可控，通過快速序列閃光，結合立體視覺圖像傳感器的同步抓拍，可在不明顯損失測量速度的前提下，將明場與暗場照明有機結合，實現全角度下待測目標表面紋理與邊緣輪廓的同步提取。

本發明采用立體圖像采集模塊和光源組成合理的空間布局，針對中小型物體，可有效實現對待測物的全角度測量；可以根據待測物的幾何特點，增加或減少立體圖像采集模塊與光源的數量，以更好的配合待測物體從需要的方位對待測物進行目標提取。

各立體圖像采集模塊中的光源組合點亮或關閉，即所有光源分別點亮，則依次拍攝待測物六個方向上的明場照明圖像；左、右和前、后四個方位的光源均點亮，上、下兩個方位的光源關閉，通過上、下立體圖像采集模塊拍攝待測物在上、下方向上的暗場照明圖像；上、下和前、后四個方位的光源均點亮，左、右兩個方向上的光源關閉，通過左、右立體圖像采集模塊拍攝待測物在左、右方向上的暗場照明圖像；上、下和左、右四個方位的光源均點亮，前、后兩個方向上的光源關閉，通過前、后立體圖像采集模塊拍攝待測物在前、后方向上的暗場照明圖像；其中將各照明圖像發送至數據控制及處理平臺。

其中，由于一立體圖像采集模塊中含有兩圖像傳感器，因此，對于各立體圖像采集模塊的每次拍攝均獲得兩張圖像，故上述光源組合點亮或關閉拍攝后，獲得12幅明場照明圖像、12幅暗場照明圖像。

如圖5所示，所述數據控制及處理平臺包括：上位機，與該上位機相連的網絡交換機、同步控制模塊；其中上位機控制同步控制模塊通過同步控制網絡觸發相應立體圖像采集模塊同步拍攝；以及所述網絡交換機連接數據傳輸網絡且將各立體圖像采集模塊獲得的圖像發送至上位機。其中，同步控制模塊例如通過基于stc89c52rc型號的c51單片機控制板實現，使用該芯片中p2.0至p2.5共六個ttl電平的io管腳，以提供同步控制網絡服務。

六個立體圖像采集模塊均通過相應信號線物理連接的方式與網絡交換機、同步控制模塊相連；以及上位機通過網線與網絡交換機相連，同時上位機通過rs232串口與同步控制模塊相連并通訊。

立體圖像采集模塊中的數據交互接口為標準的基于ip的網口；同步觸發接口為單針通用io口，可檢測和發出ttl上升沿；主控單元采用基于arm9架構的芯片；數據處理單元為主控單元內部自帶的dsp處理器；數據存儲單元為高速閃存芯片。

所述上位機適于通過暗場照明圖像得到黑白掩模圖像，并將同一圖像傳感器拍攝的明場照明圖像與黑白掩模圖像進行融合，以得到同時包含紋理信息與輪廓信息的待測物提取圖像；通過獲取各角度的待測物提取圖像，以得到全角度下的目標圖像。

所述上位機適于通過暗場照明圖像得到黑白掩模圖像，并使用邊緣提取算子對暗場照明圖像進行預處理，得到含噪聲的邊緣圖像；使用種子填充法找到邊緣圖像中的所有邊緣輪廓，并去除長度較短的輪廓線，同時判定閉合輪廓；選取邊緣圖像的邊界點作為起始種子點，使用區域生長算法依次標記所有連通區域；將起始連通區域涂黑，作為第一級連通區域；下一級連通區域涂白；如此交替直至所有連通區域都被訪問，以形成待測物的黑白掩模圖像。

對整個系統的工作流程說明如下：

系統工作時，將待測物放置到如圖2所示的位置上；

上位機使用基于tcp/ip協議的程序，通過網絡交換機與6個立體圖像采集模塊通信，向它們發送準備采集測量的指令；

各立體圖像采集模塊接到指令后，進行采集測量的初始化工作(主要是立體圖像采集模塊開始檢測同步控制網絡上是否有同步采集信號發來)，準備完成后，通過網絡交換機向上位機發送初始化成功的信號；

上位機在接到所有立體圖像采集模塊的初始化成功信號后，通過同步控制模塊，向各立體圖像采集模塊，發送同步采集指令；

該同步采集指令，以ttl上升沿的形式，由同步控制模塊直接發送至6個立體圖像采集模塊；

各立體圖像采集模塊接到同步指令后，各自獨立對待測物進行采集測量，并將得到的數據暫時存儲在各立體圖像采集模塊內部的數據存儲單元中；

上位機以輪詢的方式，通過網絡交換機依次與6個立體圖像采集模塊通信，逐一將每個立體圖像采集模塊得到的數據匯總在601處；

所有6組數據匯總至上位機處，此時一次測量完成；

上位機處的數據，可為后續其他用途所使用。如目標圖像提取、3d顯示、3d打印等。

實施例2

在實施例1基礎上，本實施例2提供過了一種目標提取方法，包括：

組網，即構建同步控制網絡和數據傳輸網絡；且通過同步控制網絡控制全角度拍攝裝置觸發拍攝，以獲得待測物全角度拍攝圖像，并通過數據傳輸網絡傳輸圖像。

可選的，目標提取方法還包括：據待測物各角度的圖像提取出全角度下的目標圖像。

具體的，所述全角度拍攝裝置以待測物為中心設有若干立體圖像采集模塊對待測物進行全角度拍攝，并且將圖像通過數據傳輸網絡發送至數據控制及處理平臺；以及所述數據控制及處理平臺適于通過同步控制網絡觸發相應立體圖像采集模塊同步拍攝，并通過圖像對待測物進行目標提取，以獲得全角度下的目標圖像。

具體的，步驟s2中根據待測物各角度的圖像提取出全角度下的目標圖像的方法包括：通過數據控制及處理平臺根據多個圖像對待測物進行目標提取，以獲得全角度下的目標圖像。

其中立體圖像采集模塊例如但不限于六個，且分別位于待測物上、下，左、右和前、后六個方位；立體圖像采集模塊的數量，可根據被測物的幾何特性，增加或減少；增加或減少的規律為：若待測物在上、下，左、右和前、后六個方向中的某一個方向上表面積較小，則可移除該方位上的立體圖像采集模塊；若待測物在上、下，左、右和前、后六個方向中的某兩個方向間的朝向上，表面積較大，則在此朝向的方位上增加立體圖像采集模塊。

所述立體圖像采集模塊包括：兩個構成雙目的圖像傳感器，以及位于雙目之間的光源；所述圖像處理器適于控制各立體圖像采集模塊中的光源組合點亮或關閉，以拍攝待測物相應方向的照明圖像。

各立體圖像采集模塊中的光源組合點亮或關閉包括四種方式：

方式一：所有光源分別點亮，依次拍攝待測物六個方向上的明場照明圖像；

方式二：左、右和前、后四個方位的光源均點亮，上、下兩個方向的光源關閉，通過上、下立體圖像采集模塊拍攝待測物在上、下方向上的暗場照明圖像；

方式三：上、下和前、后四個方位的光源均點亮，左、右兩個方向的光源關閉，通過左、右立體圖像采集模塊拍攝待測物在左、右方向上的暗場照明圖像；

方式四：前、后和左、右四個方位的光源均點亮，前、后兩個方向的光源關閉，通過前、后立體圖像采集模塊拍攝待測物在前、后方向上的暗場照明圖像；其中將各照明圖像發送至數據控制及處理平臺。

所述數據控制及處理平臺包括：上位機，與該上位機相連的網絡交換機、同步控制模塊；其中上位機控制同步控制模塊通過同步控制網絡觸發相應立體圖像采集模塊同步拍攝；以及所述網絡交換機連接數據傳輸網絡且將各立體圖像采集模塊獲得的圖像發送至上位機；所述上位機適于通過暗場照明圖像得到黑白掩模圖像，并將同一圖像傳感器拍攝的明場照明圖像與黑白掩模圖像進行融合，以得到同時包含紋理信息與輪廓信息的待測物提取圖像；通過獲取各角度的待測物提取圖像，以得到全角度下的目標圖像；

上位機獲取各角度的待測物提取圖像，以得到全角度下的目標圖像的方法包括：

所述上位機適于通過暗場照明圖像得到黑白掩模圖像，并將同一圖像傳感器拍攝的明場照明圖像與黑白掩模圖像進行融合，以得到同時包含紋理信息與輪廓信息的待測物提取圖像；

通過獲取各角度的待測物提取圖像，以得到全角度下的目標圖像；以及

通過暗場照明圖像得到黑白掩模圖像的方法包括：

使用邊緣提取算子對暗場照明圖像進行預處理，得到含噪聲的邊緣圖像；

使用種子填充法找到邊緣圖像中的所有邊緣輪廓，并去除長度較短的輪廓線，同時判定閉合輪廓；

待測物均位于邊緣圖像中央區域，選取邊緣圖像的邊界點作為起始種子點，使用區域生長算法依次標記所有連通區域；

將起始連通區域涂黑，作為第一級連通區域；下一級連通區域涂白；如此交替直至所有連通區域都被訪問，以形成待測物的黑白掩模圖像。

具體的，使用邊緣提取算子，此處使用canny算子對暗場照明圖像(如圖7所示)進行預處理，得到含噪聲的邊緣圖像(如圖8所示，黑色為背景，白色為邊緣)；

使用種子填充法對邊緣圖像進一步處理，找到圖像中的所有邊緣輪廓，并統計這些輪廓的像素長度；并去除輪廓線長度較短(如小于50像素)的輪廓線；

進一步的，判斷這些輪廓是否為閉合輪廓。具體為，對該輪廓上的所有像素點，依次進行8連通區域內連通點個數的統計。若不存在連通點個數為1的點，判斷該輪廓為閉合輪廓；否則為非閉合輪廓。

得益于暗場照明，有效的圖像輪廓均為閉合輪廓(如圖9所示)。

由于待測物均位于圖像中央區域內，選取圖像邊界點作為起始種子點，使用區域生長算法依次標記所有連通區域；

將起始連通區域涂黑，作為第一級連通區域；下一級連通區域涂白(下一級連通區域指與上一級連通區域相鄰的連通區域，待測物形狀復雜時，可能存在多個同一級的連通區域)；如此交替直至所有連通區域都被訪問過，形成待測物的黑白掩模圖像(如圖10所示)；

將同一圖像傳感器拍攝的明場照明圖像(如圖6所示例)，與使用暗場照明圖像處理后得到的黑白掩模圖像進行融合(如使用與運算)，得到同時包含紋理信息與輪廓信息的待測物提取圖像(如圖11所示)。

對所有圖像傳感器的12幅明場照明圖像均進行上述融合的操作，完成在全角度下包含紋理與邊緣信息的待測物目標提取，實現全角度下的目標圖像。

本發明采用立體圖像采集模塊和光源組成合理的空間布局，針對中小型物體，可有效實現對待測物的全角度測量；可以根據待測物的幾何特點，增加或減少立體圖像采集模塊與光源的數量，以更好的配合待測物體從需要的方位對待測物進行目標提取；本發明的分布式多目立體視覺系統無運動機構，不會引入額外的機械誤差等；通過主動光照明的方式提高了目標和背景的對比度，結合提出的一系列處理算法，能極大提高目標提取的穩定性；由于采用固定功率的光源，算法參數無需每次測量時人工調校，使用方便。

進一步，所述上位機適于將同時包含紋理信息與輪廓信息的待測物提取圖像，根據立體視覺原理，計算轉化為待測物的三維表面輪廓，并以三維點云和三維網格面片的形式表述。

多目立體視覺系統，不僅可以得到紋理信息和輪廓信息，還可以根據立體視覺原理得到被測物的表面三維輪廓信息。

以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。