[發明專利]Kinect深度圖像獲取方法與裝置

有效

• 申請號: 201310399037.1
• 申請日: 2013-09-04
• 公開（公告）號: CN103440662A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 王好謙;田雨時;張永兵;李凱;戴瓊海
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06K9/60
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

【技術領域】

本發明屬于計算機視覺領域，具體涉及一種Kinect深度圖像獲取方法與裝置。

【技術背景】

微軟公司的Kinect體感交互設備正在引領著自然人機交互技術的熱潮。Kinect?for?Xbox360作為Xbox360游戲機的外接設備，利用動態骨骼追蹤、影像識別、語音識別等功能使玩家能夠擺脫傳統游戲手柄的束縛，帶來全新的體感交互游戲體驗。2012年初微軟正式發布了Kinect?for?Windows，意味著Kinect被推廣到Windows平臺。Kinect在3D重建、動作捕捉、機器人控制、虛擬現實、增強現實等方面都有很好的應用前景，這極大地激發了科研和開發人員的興趣與熱情。

Kinect的技術核心之一是深度獲取。Kinect擁有一個RGB攝像頭、一個紅外線發射器和一個紅外攝像頭，能夠同時捕獲場景的彩色圖像與深度圖像。Kinect使用一家以色列公司PrimeSense的光編碼(light?coding)技術來獲取深度信息，它屬于一種新的結構光技術。紅外線發射器發射出激光散斑對場景形成光編碼，紅外攝像頭捕獲散斑圖像之后結合光源標定時得到的參考散斑圖案進行一系列計算，便可以得到場景中物體的深度信息。

Kinect捕獲的深度圖像存在較多空洞區域，即深度信息缺失，另外還存在閃爍現象以及光學噪聲等問題。如果要用于3D重建或是基于深度圖渲染(DIBR)的虛擬視點繪制，則需要更高質量的深度圖像。

【發明內容】

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種Kinect深度圖像獲取方法與裝置，以獲取深度圖像并改善Kinect深度圖像質量。

為此，本發明提出一種Kinect深度圖像獲取方法與裝置，裝置包括Kinect設備以及配套的軟件系統，方法包括如下步驟：

1)對Kinect彩色圖應用Mean?Shift算法(指一個迭代的步驟，即先算出當前點的偏移均值，移動該點到其偏移均值，然后以此為新的起始點，繼續移動，直到滿足一定的條件結束。詳見百度文庫，mean-shift算法概述，http：//wenku.baidu.com/view/0d9eb876a417866fb84a8eb2.html)進行圖像分割；

2)根據Kinect彩色圖像使用散焦法提取深度；

3)自適應權值的深度圖像融合(圖像融合，Image?Fusion，是指將多源信道所采集到的關于同一目標的圖像數據經過圖像處理和計算機技術等，最大限度的提取各自信道中的有利信息，最后綜合成高質量的圖像)；

4)對融合生成的深度圖進行三邊濾波(百度文庫，http：//wenku.baidu.com/view/6df033c74028915f804dc2d5，《三邊濾波的圖像插值》，提出了一種三邊濾波插值法，該方法利用平滑不同自然圖像輪廓的行為，并試圖通過抑制邊緣凸角落像素克服輪廓鋸齒問題)。

其中步驟2)中通過邊緣點處LOG濾波(LOG濾波器是高斯(GAUSS)濾波和拉普拉斯(LAPLACIAN)濾波的結合，即先用高斯濾波器進行平滑濾波，以過慮調噪聲，再提取邊緣，所以效果較好。LOG濾波器原理：設I(x,y)代表灰度變化，灰度變化劇烈的地方就是階躍點，而階躍點的一次微商為極大值，二次微商為零。因此二次微商為零的地方就是圖像的邊緣所在。百度文庫，http：//wenku.baidu.com/view/fb9b916d1eb91a37f1115cdf.html)響應的正負雙峰間距計算散焦模糊參數進而獲得邊緣點處深度值，使用matting?Laplacian(拉普拉斯摳圖法)插值生成稠密深度圖；

步驟3中，利用自適應權值選取方法將散焦法深度圖與Kinect原始深度圖融合。

本發明的有益效果是：能夠結合散焦法提取深度與Kinect主動式提取深度各自的優點，獲得比Kinect原始深度圖質量更好的深度圖像，該深度圖像不包含空洞、平滑性更好且噪聲水平更低。

【附圖說明】

圖1是本發明一種實施例的結合散焦法的Kinect深度圖像獲取方法與裝置的流程示意圖。

圖2是本發明一種實施例的基于散焦法的單幅圖像深度提取方法的流程示意圖。

【具體實施方式】

以下將結合附圖，對本發明的具體實施例作進一步詳細說明。

如圖1所示，本發明的一種實施例的結合散焦法的Kinect深度圖像獲取方法與裝置，包括如下步驟：

一、對Kinect彩色圖應用Mean?Shift算法進行圖像分割