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一种获取目标深度图像的方法.pdf

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一种 获取 目标 深度 图像 方法
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摘要
申请专利号:

CN201611128911.8

申请日:

2016.12.09

公开号:

CN106683133A

公开日:

2017.05.17

当前法律状态:

实审

?#34892;?#24615;:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G06T 7/55申请日:20161209|||公开
IPC分类号: G06T7/55(2017.01)I; G06T7/50(2017.01)I; G06T7/70(2017.01)I 主分类号: G06T7/55
申请人: 深圳奥比中光科技有限公司
发明人: 黄源浩; 肖振中; 许宏淮
地址: 518057 广东省深圳市南山区?#21015;?#19977;道8号中国地质大学产学研基地中地大楼A808
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 深圳市威世博知识产权代理事务所(普通合伙) 44280 代理人: 何青瓦
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法律状态
申请(专利)号:

CN201611128911.8

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.06.09|||2017.05.17

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了一种获取目标深度图像的方法,包括:采取至少两种工作模式,同时采集目标的图像信息,分别对采集的所述图像信息进行处理,进而获得至少两张深度图像;对比至少两张所述深度图像的细节信息,输出细节缺省较少的深度图像为所述目标的深度图像;其中,第一种工作模式利用两个RGB摄像机,第二种工作模式利用一个IR摄像机?#22270;?#20809;投影仪。通过上述方式,本发明能够提高获取目标深度图像的准确性及便捷性。

权利要求书

1.一种获取目标深度图像的方法,其特征在于,包括:
采取至少两种工作模式,同时采集目标的图像信息,分别对采集的所述图像信息进行
处理,进而获得至少两张深度图像;
对比至少两张所述深度图像的细节信息,输出细节缺省较少的深度图像为所述目标的
深度图像。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对比至少两张所述深度图像的细节信
息,输出细节缺省较少的深度图像为所述目标的深度图像包括:
对比所述目标的同一区域在至少两张所述深度图像上对应区域的亮度,输出相邻区域
的亮度反差大,周期性重复的纹理较少的深度图像为所述目标的深度图像。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当所述工作模式为第一工作模式时,所述
采集目标的图像信息,分别对采集的所述图像信息进行处理,进而获得至少两张深度图像
包括:
通过两个RGB摄像机同时对所述目标进行图像采集,分别获取所述目标对应的第一采
集图像和第二采集图像;
对所述第一采集图像和所述第二采集图像进行处理,进而获得第一深度图像。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述通过两个RGB摄像机同时对所述目标
进行图像采集,分别获取所述目标对应的第一采集图像和第二采集图像之前包括:
对两个所述RGB摄像机进行校准,以使所述第一采集图像和所述第二采集图像中对应
于所述目标的相同位置的像素点在垂直方向坐标相同。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述对所述第一采集图像和所述第二采集
图像进行处理,进而获得第一深度图像包括:
计算所述第一采集图像和所述第二采集图像中对应于所述目标的相同位置的所述像
素点在水平方向的偏移量;
根据所述偏移量,利用计算公式获得所述像素点的深度信息;
根据所述第一采集图像或所述第二采集图像中所有像素点的深度信息获得所述第一
深度图像。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述计算公式为:
Z=f*t/δx,
其中,Z为所述像素点的所述深度信息;f为所述摄像机的焦距,两个所述RGB摄像机的
所述焦距在预先调整过程中调整为相同;t为两个所述RGB摄像机?#34892;?#30340;距离;δx为相同位
置的所述像素点在水平方向的所述偏移量。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当所述工作模式为第二工作模式时,所述
采集目标的图像信息,分别对采集的所述图像信息进行处理,进而获得至少两张深度图像
包括:
激光投影仪投影散斑?#20102;?#36848;目标,IR摄像机采集散斑图像;
将所述散斑图像与预先采集的参考散斑图像进行处理,进而获得第二深度图像。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述激光投影仪投影散斑?#20102;?#36848;目标,IR
摄像机采集散斑图像之前包括:
每间隔一段距离,选取一个参?#35745;?#38754;;所述激光投影仪投影所述散斑?#20102;?#36848;参?#35745;?#38754;;
所述IR摄像机采集所有所述参?#35745;?#38754;上的参考散斑图。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述激光投影仪投影散斑?#20102;?#36848;目标,IR
摄像机采集散斑图像之前还包括:
调整所述激光投影仪与所述IR摄像机的位置,以使所述激光投影仪与所述IR摄像机保
持预定距离且处于同一水平面。
10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述将所述散斑图像与预先采集的参考
散斑图像进行处理,进而获得第二深度图像包括:
根据所述散斑图像设置预设的红外散斑区域,所述红外散斑区域能遍历整个所述散斑
图像;
根据所述红外散斑区域和所述参考散斑图搜寻各像素点对应的所述红外散斑区域的
最近参?#35745;?#38754;,并计算出所述各像素点所对应的所述红外散斑区域与最近的所述参?#35745;?#38754;
的偏离值;
根据所述偏离值及最近的所述参?#35745;?#38754;的深度值计算出各个像素点的深度信息;
根据所有像素点的所述深度信息进而获得所述第二深度图像。

说明书

一种获取目标深度图像的方法

技术领域

本发明涉及3D技术领域,特别是涉及一种获取目标深度图像的方法。

背景技术

随着3D技术的不断发展,对目标深度图像的获取越来越容易,传统的利用平面图
像进行图像分析已逐步转变为利用深度图像进行图像分析。为了确保分析的准确性,对获
取的目标深度图像的质量要求越来越高。

由于目标所处场景的差异性,如处于室内的目标和处于室外的目标存在较大的场
景差异,而目前的3D传感器大多不适合多场景的应用,由于场景差异的原因导致所获得的
深度图像存在误差。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种获取目标深度图像的方法,包括:采取至
少两种工作模式,同时采集目标的图像信息,分别对采集的所述图像信息进行处理,进而获
得至少两张深度图像;对比至少两张所述深度图像的细节信息,输出细节缺省较少的深度
图像为所述目标的深度图像。

其中,所述对比至少两张所述深度图像的细节信息,输出细节缺省较少的深度图
像为所述目标的深度图像包括,对比所述目标的同一区域在至少两张所述深度图像上对应
区域的亮度,输出相邻区域的亮度反差大,周期性重复的纹理较少的深度图像为所述目标
的深度图像。

当所述工作模式为第一工作模式时,所述采集目标的图像信息,分别对采集的所
述图像信息进行处理,进而获得至少两张深度图像包括,通过两个RGB摄像机同时对所述目
标进行图像采集,分别获取所述目标对应的第一采集图像和第二采集图像;对所述第一采
集图像和所述第二采集图像进行处理,进而获得第一深度图像。

其中,所述通过两个RGB摄像机同时对所述目标进行图像采集,分别获取所述目标
对应的第一采集图像和第二采集图像之前包括,对两个所述RGB摄像机进行校准,以使所述
第一采集图像和所述第二采集图像中对应于所述目标的相同位置的像素点在垂直方向坐
标相同。

其中,所述对所述第一采集图像和所述第二采集图像进行处理,进而获得第一深
度图像包括,计算所述第一采集图像和所述第二采集图像中对应于所述目标的相同位置的
所述像素点在水平方向的偏移量;根据所述偏移量,利用计算公式获得所述像素点的深度
信息;根据所述第一采集图像或所述第二采集图像中所有像素点的深度信息获得所述第一
深度图像。

其中,所述计算公式为,Z=f*t/δx,Z为所述像素点的所述深度信息;f为所述摄像
机的焦距,两个所述RGB摄像机的所述焦距在预先调整过程中调整为相同;t为两个所述RGB
摄像机?#34892;?#30340;距离;δx为相同位置的所述像素点在水平方向的所述偏移量。

当所述工作模式为第二工作模式时,所述采集目标的图像信息,分别对采集的所
述图像信息进行处理,进而获得至少两张深度图像包括,激光投影仪投影散斑?#20102;?#36848;目标,
IR摄像机采集散斑图像;将所述散斑图像与预先采集的参考散斑图像进行处理,进而获得
第二深度图像。

其中,所述激光投影仪投影散斑?#20102;?#36848;目标,IR摄像机采集散斑图像之前包括,每
间隔一段距离,选取一个参?#35745;?#38754;;所述激光投影仪投影所述散斑?#20102;?#36848;参?#35745;?#38754;;所述IR
摄像机采集所有所述参?#35745;?#38754;上的参考散斑图;

其中,所述激光投影仪投影散斑?#20102;?#36848;目标,IR摄像机采集散斑图像之前还包括:
调整所述激光投影仪与所述IR摄像机的位置,以使所述激光投影仪与所述IR摄像机保持预
定距离且处于同一水平面。

其中,所述将所述散斑图像与预先采集的参考散斑图像进行处理,进而获得第二
深度图像包括,根据所述散斑图像设置预设的红外散斑区域,所述红外散斑区域能遍历整
个所述散斑图像;根据所述红外散斑区域和所述参考散斑图搜寻各像素点对应的所述红外
散斑区域的最近参?#35745;?#38754;,并计算出所述各像素点所对应的所述红外散斑区域与最近的所
述参?#35745;?#38754;的偏离值;根据所述偏离值及最近的所述参?#35745;?#38754;的深度值计算出各个像素点
的深度信息;根据所有像素点的所述深度信息进而获得所述第二深度图像。

本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况,本发明采取至少两种工作模式,同
时采集目标的图像信息,分别对采集的所述图像信息进行处理获得至少两张深度图像,将
上述至少两张所述深度图像中细节缺省较少的作为目标最终的深度图像输出,本发明所采
取的方法不需要区分目标所处的环境,提高了获取目标深度图像的准确性及便捷性。

附图说明

图1是本发明获取目标深度图像的方法一实施方式的流程示意图;

图2是第一工作模式流程示意图;

图3是第二工作模式流程示意图;

图4是获取目标深度图像的装置的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1,图1为本发明获取目标深度图像的方法一实施方式的流程示意图,包
括:

S101:采取至少两种工作模式,同时采集目标的图像信息,分别对采集的图像信息
进行处理,进而获得至少两张深度图像;

S102:对比至少两张深度图像的细节信息,输出细节缺省较少的深度图像为目标
的深度图像:

具体为,对比目标的同一区域在至少两张深度图像上对应区域的亮度,输出相邻
区域的亮度反差大,周期性重复的纹理较少的深度图像为目标的深度图像。

下面将就步骤S101做进一?#36739;?#32454;的说明。

本实施例中同时采取两种工作模式对目标进行图像采集,分别为第一工作模式和
第二工作模式,在其他实施例中,还可额外增加其他工作模式,本发明对此不作限定。

请参阅图2,当工作模式为第一工作模式,步骤S101具体为:

S201:对两个RGB摄像机进行校准;

具体地,校准内容包括位置、夹角,以使两个RGB摄像机采集的第一采集图像和第
二采集图像中对应于目标的相同位置的像素点在垂直方向坐标相同;

S202?#21644;?#36807;两个摄像机同时对目标进行图像采集,分别获取目标对应的第一采集
图像和RGB第二采集图像;

S203:对第一采集图像和第二采集图像进行处理,进而获得目标对应的深度图像;

具体为,计算第一采集图像和第二采集图像中对应于目标的相同位置的像素点在
水平方向的偏移量;根据偏移量,利用计算公式获得像素点的深度信息;根据第一采集图像
或第二采集图像中所有像素点的深度信息获得目标对应的深度图像。

其中,上述计算公式为:Z=f*t/δx,Z为像素点的深度信息;f为摄像机的焦距,两
个RGB摄像机的焦距在预先调整过程中调整为相同;t为两个摄像机?#34892;?#30340;距离;δx为相同
位置的像素点在水平方向的偏移量。

在其他实施例中,也可进一步对深度图像和RGB摄像机获取的第一采集图像或者
第二采集图像进行插值匹配,进而获得目标对应的三维彩色图像。

请参阅图3,当工作模式为第二工作模式,上述步骤S101具体为:

S301:对激光投影仪和IR摄像机进行校准;

具体为,调整激光投影仪与IR摄像机的位置,以使激光投影仪与IR摄像机保持预
定距离且处于同一水平面。在本实施例中,激光投影仪的作为为投影红外光至目标,以使IR
摄像机能获取目标的红外信息。在其他实施例中,也可采用其他红外光源,本发明对此不作
限定。

S302:激光投影仪投影散斑至目标,IR摄像机采集散斑图像;

S303:将散斑图像与预先采集的参考散斑图像进行处理,进而获得目标对应的深
度图像。

具体为,根据散斑图像设置预设的红外散斑区域,红外散斑区域能遍历整个散斑
图;根据红外散斑区域和参考散斑图搜寻各像素点对应的红外散斑区域的最近参?#35745;?#38754;,
并计算出各像素点所对应的红外散斑区域与最近的参?#35745;?#38754;的偏离值;根据偏离值及最近
的参?#35745;?#38754;的深度值计算出各个像素点的深度信息;根据所有像素点的深度信息获得目标
对应的深度图像。

其中,上述参考散斑图像的获得方法为?#22909;?#38388;隔一段距离,选取一个参?#35745;?#38754;;激
光投影仪投影散斑至参?#35745;?#38754;;IR摄像机采集所有参?#35745;?#38754;上的参考散斑图;参?#35745;?#38754;可
相对IR摄像机轴向运动。

请参阅图4,图4为获取目标深度图像的装置一实施方式的结构示意图,包括图像
采集模组401、激光投影仪402、处理器403、校准模组404、存储器405。

具体地,图像采集模组401用于采集目标的彩色信息和红外信息,在本实施例中图
像采集模组101包括至少两个RGB摄像机和一个IR摄像机,在其他实施例中,摄像机的个数
和种类可以为其他,本发明对此不作限制。

激光投影仪402用于向目标投射红外光,以使图像采集模组101采集得到目标的红
外信息。在其他实施例中,也可为其他类型的红外光源。

处理器403用于控制图像采集模组401?#22270;?#20809;投影仪402的工作方式,并将图像采
集模组401采集到的彩色信息和红外信息进行处理,以得到目标的深度图像。

校准模组404用于在采集图像前预先校准激光投影仪402和图像采集模组401的距
离。

存储器405用于存储激光投影仪402的参考散斑图像、图像采集模组401采集的目
标的彩色信息和红外信息以及处理器403处理得到的目标的深度图像。

下面,将详细说明处理器403的工作流程。处理器403包括控制模块4031、计算模块
4032、获取模块4033、判断模块4034。控制模块4031控制图像采集的工作方式为两种工作方
式同时对目标进行采集,分别为IR摄像机与激光投影仪402联用采集目标的红外信息、两个
RGB摄像机联用采集目标的彩色信息?#28142;?#22270;像采集模组401采集完图像后,将图像信息传递
至计算模块4032,计算模块4032开?#25216;?#31639;上述两种工作方式下分别获得图像的所有像素点
的深度信息,并将上述深度信息传递至获取模块4033;获取模块4033根据上述所有像素点
的深度信息获得目标对应的两张深度图像;判断模块4034判断得出上述两张深度图像中细
节缺省较少的一张,并将其作为目标的深度图像输出。

综上所述,区别于现有技术的情况,本发明采取至少两种工作模式,同时采集目标
的图像信息,分别对采集的所述图像信息进行处理获得至少两张深度图像,将上述至少两
张所述深度图像中细节缺省较少的作为目标最终的深度图像输出,本发明所采取的方法不
需要区分目标所处的环境,提高了获取目标深度图像的准确性及便捷性。

以上所述仅为本发明的实施方式,并?#19988;?#27492;限制本发明的专利?#27573;В?#20961;是利用本
发明说明书及附图内容所作的等效结?#22815;?#31561;效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的
技术领域,均同理包括在本发明的专利保护?#27573;?#20869;。

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本文标题:一种获取目标深度图像的方法.pdf
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