[發(fā)明專利]基于分級采樣的目標物體立體視覺三維分析處理方法

有效

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• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103927757A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 劉強強;王嘉
• 申請（專利權）人: 重慶環(huán)視科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06K9/20;G06T17/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李明

技術領域

本發(fā)明涉及數字圖像處理技術領域，具體涉及一種基于分級采樣的目標物體立體視覺三維分析處理方法。

背景技術

雙目立體視覺技術是圖像處理技術領域中的一個重要分支，其通常借助雙目攝像機直接模擬人類雙眼處理景物的方式，按照不同視點采集左右兩幅圖像，用以確定所監(jiān)測場景的三維結構。與一般的攝影系統(tǒng)只能將三維場景以二維的形式記錄而丟掉了大量的信息不同，雙目立體視覺系統(tǒng)能夠獲得場景三維數據，因此在機器人視覺、航空測繪、軍事應用、醫(yī)學診斷及工業(yè)檢測中得到越來越廣泛的應用。

在工業(yè)產品幾何參數檢測、視頻監(jiān)控等場合，雙目立體視覺系統(tǒng)也得到了越來越廣泛的使用，目前主要采用雙目數字攝像機對工業(yè)產品、被監(jiān)控對象等目標物體進行雙目圖像采集，從而根據采集到的雙目圖像，對工業(yè)產品的形狀、尺寸進行立體視覺三維分析，或者對被監(jiān)控對象的位置、姿態(tài)進行立體視覺三維分析，等等。但是在對目標物體進行三維分析和計算處理的過程中，如果雙目數字攝像機左右攝像頭的分辨率較高，則雙目數字攝像機能夠以較寬廣的拍攝視角范圍采集到被監(jiān)測場景區(qū)域較大的雙目圖像，并且能夠保證雙目圖像中目標物體的成像也較為清晰，因此能夠用以對目標物體進行較為準確的三維分析；但是，較高的分辨率也導致了雙目圖像的左視圖像和右視圖像中需要進行匹配分析和三維運算的數據點呈數量級的增加，數據運算量大，從而嚴重三維分析處理的效率。而如果為了保證立體視覺三維分析和計算處理的實時性，就需要限制雙目數字攝像機左右攝像頭的分辨率，例如采用640×480的分辨率，以減小對左視圖像和右視圖像進行匹配分析和三維運算的數據運算量；但是分辨率的減小，如果以較寬廣的拍攝視角范圍進行雙目圖像采集，將導致目標物體成像模糊，而如果以較窄的拍攝視角范圍進行雙目圖像采集來保證目標物體成像清晰度，則因視角減小導致被監(jiān)測場景區(qū)域也隨之減小，因此單次的雙目圖像采集可能難以捕捉到目標物體，增加了搜索目標物體的難度，從而導致視角范圍和成像清晰度無法得以兼顧。因此，在基于雙目立體成像對目標物體進行立體視覺三維分析的應用中，如何在實時性、視角范圍和成像清晰度三方面加以均衡兼顧，成為了有待解決的技術問題。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于分級采樣的目標物體立體視覺三維分析處理方法，用以解決基于雙目立體成像對目標物體進行立體視覺三維分析的應用中，實時性、視角范圍和成像清晰度三方面難以同時兼顧的問題。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用了如下的技術手段：

基于分級采樣的目標物體立體視覺三維分析處理方法，包括如下步驟：

1）根據雙目數字攝像機左右攝像頭的最高分辨率M×N，設定對目標物體進行立體視覺三維分析處理的預設分辨率m×n，確保M/m=N/n=K，K為大于1的整數；

2）控制雙目數字攝像機的左右攝像頭以最寬的拍攝視角范圍，按最高分辨率，對被監(jiān)測場景進行第一次雙目數字圖像采集，且在采集過程中設置左右攝像頭進行K倍像素下采樣，即每間隔K-1行、且每行間隔K-1個像素點進行像素點采樣，從而得到分辨率為m×n的大視角左視圖像和大視角右視圖像；

3）對大視角左視圖像和大視角右視圖像進行目標物體識別，并計算目標物體的三維空間位置坐標；

4）保持拍攝視角范圍不變，根據目標物體的三維空間位置坐標，調整雙目數字攝像機的左右攝像頭以目標物體為視角中心，按最高分辨率對被監(jiān)測場景進行第二次雙目數字圖像采集，且在采集過程中設置左右攝像頭以目標物體為中心、按預設分辨率范圍進行逐點采樣，得到分辨率為m×n的小視角左視圖像和小視角右視圖像；

5）利用得到的小視角左視圖像和小視角右視圖像對目標物體進行立體視覺三維分析。

上述基于分級采樣的目標物體立體視覺三維分析處理方法中，作為一種優(yōu)化方案，所述最高分辨率M×N的列分辨率M不小于1280、行分辨率N不小于960。上述基于分級采樣的目標物體立體視覺三維分析處理方法中，作為一種優(yōu)化方案，所述預設分辨率m×n的列分辨率m不小于640、行分辨率n不小于480。

相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明基于分級采樣的目標物體立體視覺三維分析處理方法，在第一次雙目數字圖像采集過程中，確保了最寬的拍攝視角范圍，有利于更迅速的捕獲到目標物體圖像，降低了目標物體的搜索難度，同時采用了K倍像素下采樣，大幅減小了對大視角左視圖像和大視角右視圖像進行目標物體識別的數據運算量。