[發明專利]用于噪聲深度或視差圖像的實時自適應濾波的方法和裝置

有效

• 申請號: 201580063436.8
• 申請日: 2015-11-18
• 公開（公告）號: CN107004256B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: M·沙烏什
• 申請（專利權）人: 原子能和能源替代品委員會
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

本發明涉及用于使用自適應方法對視差或深度圖像的像差進行濾波的方法和裝置。所述方法使得根據源自在光信號上執行的變換的幾何現實的準則，對在其3D鄰域中非空間相干的點進行局部濾波。有利地，所述噪聲濾波方法可以應用于稠密深度圖像或稠密視差圖像。

技術領域

本發明涉及圖像處理和計算機視覺的領域，特別是涉及對噪聲深度或視差圖像的處理的領域。

背景技術

對圖像中的場景的分析(諸如圖像分割，背景提取，自動目標識別以及多級檢測)是文獻中已經廣泛涉及的領域，其主要用于“單傳感器”(2D)圖像。得益于在3D感知方面的最新進展，場景分析也嘗試利用深度信息，因為目標不只是在顏色和/或紋理方面的相干視覺單元，也是空間緊湊單元。

已知的多種3D感知系統包括：

-諸如3D掃描儀或者飛行時間(TOF)攝像機的設備。這種3D傳感器提供深度圖像，其中每一個像素對應于場景中的點與特定點之間的距離。得到的深度圖像一般比較準確，盡管如此，他們都包含像差(例如在使用TOF攝像機情況下的“斑點”)。它們價格昂貴，從一千到幾千歐元不等，使得它們的使用只能局限在費用不是主要障礙的應用里。此外，由于圖像生成的低頻率，許多這種3D傳感器不能用于實時應用。

-立體系統，一般包括攝像機和/或投影儀的組合，結合特定的處理操作(例如視差計算)。這些都得益于標準的攝像機，甚至其他應用(例如，倒車影像功能)中可能已經出現的攝像機的低成本。但是，這些圖像的噪聲更大(對光照條件的靈敏程度，有關于輕微紋理表面的問題，等等)，并且從視差圖像推導出的深度圖像不稠密。非線性變換{視差圖像-深度圖像}在深度圖像上表現為非均勻的信息密度。典型地，靠近攝像機的數據會更加稠密，而在目標邊界的數據將可能不準確。

深度圖像或視差圖像的圖像質量對在此圖像上進行的處理操作的性能有極大影響。在立體圖像的情況下，深度圖像中的極大誤差更加不利于進行的處理操作。

所以，3D場景分析系統(例如，場景分割)不是昂貴，就是被深度圖像中出現的誤差所負面地影響。

可以在視差圖像上對與深度相關聯的數據進行濾波。傳統地，采用中值濾波處理異常誤差。這種濾波器唯一的參數就是模板的尺寸(或者形狀)。典型地使用3*3或5*5的方形模板。

盡管噪聲去除能力隨著模板的尺寸增加而增強，但是這是伴隨著對細節的去除，連同在噪聲存在時可能的邊緣的位移。在圖像分割的情況下，這可能導致不準確的分割，并且應該注意的是這一效果并不是均一的遍布在深度圖像或遍布在視差圖像上。

但是使用小的模板降低濾波的能力。如果噪聲水平在統計上是顯著的，其濾波只能是部分的。

因此，對濾波器尺寸的選擇是在像差的去除和圖像變形之間的權衡。這個選擇是留給用戶的，而且沒有用于自動確定“最佳”值的方法。