[發(fā)明專利]圖像處理系統(tǒng)以及圖像處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380040691.1
• 申請(qǐng)日: 2013-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN104541127B
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 佐川立昌;川崎洋;古川亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 獨(dú)立行政法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所;國(guó)立大學(xué)法人鹿兒島大學(xué);公立大學(xué)法人廣島市立大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/25
• 分類號(hào): G01B11/25;G06T1/00
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 陳華成

1.一種圖像處理系統(tǒng)，該圖像處理系統(tǒng)包括圖像處理裝置，所述圖像處理裝置通過攝影裝置對(duì)通過投影裝置而被投影到觀測(cè)對(duì)象上的該投影圖案進(jìn)行攝影，從包括投影圖案的輸入圖像進(jìn)行形狀復(fù)原，并且與所述投影裝置以及所述攝影裝置連接，

所述圖像處理系統(tǒng)的特征在于，所述圖像處理裝置具備：

獲取通過所述攝影裝置攝影得到的輸入圖像，并進(jìn)行通過所述投影裝置而被投影了的投影圖案的線檢測(cè)的單元，其中該投影圖案是基于波狀線的網(wǎng)格圖案，所述波狀線是具有恒定的周期性的波狀的曲線，所述基于波狀線的網(wǎng)格圖案由以恒定的間隔被配置了的多個(gè)波狀線構(gòu)成，所述網(wǎng)格圖案是相互交叉的兩個(gè)方向的波狀線的集合，一方的波狀線的間隔不是另一方的波狀線的波長(zhǎng)的整數(shù)倍；以及

通過將通過所述線檢測(cè)而提取到的縱橫線的交點(diǎn)與所述投影圖案建立對(duì)應(yīng)來進(jìn)行形狀復(fù)原的單元。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，

進(jìn)行所述形狀復(fù)原的單元包括：

將以切平面來近似通過所述攝影裝置攝影得到的輸入圖像中的各個(gè)交點(diǎn)周邊的區(qū)域而得到的補(bǔ)片，再投影到所述投影裝置中的輸出圖像的單元；

根據(jù)分配給陣點(diǎn)的數(shù)據(jù)項(xiàng)、與在相鄰陣點(diǎn)之間所得到的歸一化項(xiàng)之和，來計(jì)算被再投影了的所述補(bǔ)片的交點(diǎn)與通過所述投影裝置而被投影了的投影圖案的作為網(wǎng)格圖案的所述兩個(gè)方向的波狀線的交點(diǎn)的陣點(diǎn)的對(duì)應(yīng)候補(bǔ)的立體匹配的能量的單元；以及

通過將所述對(duì)應(yīng)候補(bǔ)的立體匹配的能量最小的對(duì)應(yīng)候補(bǔ)的陣點(diǎn)與所述投影圖案建立對(duì)應(yīng)來進(jìn)行形狀復(fù)原的單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，

進(jìn)行所述形狀復(fù)原的單元包括：

制作由3個(gè)樣本像素構(gòu)成的三角網(wǎng)眼，并計(jì)算準(zhǔn)像素單位的深度的單元；以及

關(guān)于所有樣本像素而計(jì)算將所述三角網(wǎng)眼再投影到所述投影裝置中的輸出圖像時(shí)的誤差，將所計(jì)算出的所述誤差最小化，并對(duì)所述樣本像素之外的像素處的深度進(jìn)行線性插值的單元。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，

所述攝影裝置包括第1攝影裝置以及第2攝影裝置，

進(jìn)行所述形狀復(fù)原的單元包括：將在關(guān)于所述陣點(diǎn)的所述第1攝影裝置以及第2攝影裝置之間所得到的歸一化項(xiàng)，相加到所述對(duì)應(yīng)候補(bǔ)的立體匹配的能量中，并對(duì)所述對(duì)應(yīng)候補(bǔ)進(jìn)行取舍選擇的單元。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，

進(jìn)行所述形狀復(fù)原的單元包括：關(guān)于所述陣點(diǎn)，通過平均來整合通過所述第1攝影裝置以及第2攝影裝置而得到的像素單位的深度的單元。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，

所述投影裝置包括第1投影裝置以及第2投影裝置，

進(jìn)行所述形狀復(fù)原的單元包括：關(guān)于從所述第1投影裝置被投影了的第1投影圖案、與從所述第2投影裝置被投影了的第2投影圖案一致的作為網(wǎng)格圖案的所述兩個(gè)方向的波狀線的交點(diǎn)的陣點(diǎn)，對(duì)像素單位的深度進(jìn)行最優(yōu)化的單元。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，

進(jìn)行所述形狀復(fù)原的單元包括：

在作為所述網(wǎng)格圖案的所述兩個(gè)方向的波狀線的交點(diǎn)的陣點(diǎn)的周圍的多個(gè)位置計(jì)算關(guān)于所述陣點(diǎn)的所述投影圖案、與通過所述線檢測(cè)而得到的結(jié)果之差，將該計(jì)算的結(jié)果作為所述對(duì)應(yīng)候補(bǔ)的匹配成本，將作為最小的對(duì)應(yīng)候補(bǔ)的陣點(diǎn)與所述投影圖案建立對(duì)應(yīng)，從而進(jìn)行形狀復(fù)原的單元。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，

在將所述投影圖案投影到所述觀測(cè)對(duì)象時(shí)，對(duì)關(guān)于相同核線上的任意的2個(gè)交點(diǎn)的相似度進(jìn)行比較，選擇所述投影圖案的參數(shù)，以使得相似度最低。

9.一種圖像處理方法，是在圖像處理裝置中，從包括投影圖案的輸入圖像進(jìn)行形狀復(fù)原的圖像處理方法，所述圖像處理裝置通過攝影裝置對(duì)通過投影裝置而被投影到觀測(cè)對(duì)象上的該投影圖案進(jìn)行攝影，并且與所述投影裝置以及所述攝影裝置連接，

所述圖像處理方法的特征在于，具備以下步驟：

所述圖像處理裝置獲取通過所述攝影裝置攝影得到的輸入圖像，并進(jìn)行通過所述投影裝置而被投影了的投影圖案的線檢測(cè)的步驟，其中該投影圖案是基于波狀線的網(wǎng)格圖案，所述波狀線是具有恒定的周期性的波狀的曲線，所述基于波狀線的網(wǎng)格圖案由以恒定的間隔被配置了的多個(gè)波狀線構(gòu)成，是相互交叉的兩個(gè)方向的波狀線的集合，一方的波狀線的間隔不是另一方的波狀線的波長(zhǎng)的整數(shù)倍；以及

所述圖像處理裝置通過將通過所述線檢測(cè)而提取到的縱橫線的交點(diǎn)與所述投影圖案建立對(duì)應(yīng)，來進(jìn)行形狀復(fù)原，并顯示被復(fù)原了的圖像的步驟。