[發明專利]一種激光散斑圖像深度感知方法及裝置

有效

• 申請號: 201410049324.4
• 申請日: 2014-02-13
• 公開（公告）號: CN103810708B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發明（設計）人: 葛晨陽;鄭南寧;趙季中;姚慧敏;楊意
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/60
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳;張波濤

1.一種激光散斑圖像深度感知方法，包括以下步驟：

步驟1、將輸入散斑圖和參考散斑圖根據場同步、行同步信號同時讀入各自的N條行存中，形成N行大小的輸入散斑窗、參考散斑窗；

步驟2、在輸入散斑窗中提取中心點相同、大小不同的復數個輸入圖像塊，在參考散斑窗中提取與輸入圖像塊中心點位置對應、一定范圍的匹配搜索窗；

步驟3、采用并行SAD計算模塊并行計算復數個輸入圖像塊與匹配搜索窗中相同大小的匹配塊之間SAD(即圖像塊與匹配塊對應像素之間差的絕對值之和)；

步驟4、并行計算復數個輸入圖像塊和不同匹配塊之間所有SAD的最小值，最小值對應的匹配塊即為該輸入圖像塊的最佳匹配塊，對應的最佳偏移量(Δx，Δy)即該輸入圖像塊的運動向量，其中所述最佳偏移量為參考散斑窗中心點坐標值(x，y)分別按X、Y軸減去最佳匹配塊中心點(x¹，y¹)坐標值計算得到；

步驟5、根據偏移量大小和設定的閾值，從由復數個輸入圖像塊分別計算得到的復數個最佳偏移量中選擇輸出最優偏移量，作為當前輸入散斑圖像塊中心點的運動向量；

步驟6、利用X或Y方向的最優偏移量，根據深度計算公式計算輸入散斑圖像塊中心點對應的深度信息；

步驟7、將輸入散斑圖像塊中心點移到同一行的下一個像素點上，重復步驟2～6，得到下一個像素點對應的深度值；一行所有像素點的深度值計算完成后再重復步驟1～6，讀入以下一行為中心行、N行大小的輸入散斑窗和參考散斑窗，計算下一行像素點對應的深度值，如此逐點、逐行計算得到輸入散斑圖像對應的深度圖。

2.根據權利要求1所述的方法，步驟1中，輸入散斑圖和參考散斑圖在讀入前均經過圖像自適應預處理，所述預處理包括Bayer視頻格式轉換或ITU601、ITU656、MIPI接口格式轉換、色度空間轉換、灰度圖像自適應去噪和增強。

3.根據權利要求1所述的方法，步驟3中，計算每個輸入圖像塊與匹配搜索窗中相同大小的匹配塊之間的SAD包括：

對于m×n的輸入圖像塊，從k＝1開始，計算該圖像塊與匹配塊第k列對應像素的m個差絕對值，將該m個差絕對值同時送入第一列加法器中相加，得到第k列對應的差絕對值和，每得到一個差絕對值和，將其送入一個由多個延時單元串接的時延寄存器中，以流水線方式進行延時，直至第一列加法器得到第k＝n列對應的差絕對值和，再將全部n列對應的差絕對值和同時送入第二列加法器中相加，輸出該輸入圖像塊與匹配塊之間的SAD值。

4.根據權利要求1所述的方法，步驟5中，在所述復數個輸入圖像塊對應的最佳偏移量中，將最大圖像塊對應的最佳偏移量與參考閾值進行比較，若該偏移量大于參考閾值，則選擇大圖像塊對應的最佳偏移量作為最優偏移量輸出；若該偏移量小于參考閾值，則選擇較小圖像塊計算得到的最佳偏移量作為最優偏移量輸出。

5.根據權利要求4所述的方法，若所述復數個輸入圖像塊的個數為2，即輸入兩個不同大小圖像塊，并且選擇輸出X方向的最優偏移量Δm，則將其中大圖像塊的水平最佳偏移量Δx₁與閾值Th1、Th2進行比較，按以下判定條件選擇最優偏移量Δm：