[發明專利]圖像處理裝置、相關的深度估計系統及深度估計方法

在審

• 申請號: 201710447058.4
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107644438A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 黃昱豪;劉子明
• 申請（專利權）人: 聯發科技股份有限公司
• 主分類號: G06T7/50
• 分類號: G06T7/50
• 代理公司: 北京萬慧達知識產權代理有限公司11111
• 代理人: 白華勝,王蕊

技術領域

本發明有關于圖像處理裝置和相關的深度估計系統、以及相關的深度估計方法，更具體地說，涉及一種能夠通過單個圖像捕獲單元生成的單個捕獲圖像來計算深度圖的圖像處理裝置，以及相關的深度估計系統和相關的深度估計方法。

背景技術

隨著技術的發展，深度估計技術被廣泛應用于消費電子設備，以用于環境檢測；例如，移動設備可以具有深度估計功能，以通過特定應用程序來檢測地標的距離，相機可以具有深度估計功能，以便在所述相機設置在無人機(drone)或車輛上時繪制地形圖(topographic map)。常規的深度估計技術利用分別設置在不同位置上的兩個圖像傳感器，并被驅動以通過不同的視角捕獲測試對象(tested object)的圖像。計算該圖像之間的差異以形成深度圖。然而，傳統的移動設備和無人機上的常規相機具有有限的相機接口，并且沒有足夠的空間來容納兩個圖像傳感器；所述移動設備或具有兩個圖像傳感器的所述相機的產品成本相應昂貴。

另一種常規的深度估計技術具有設置在移動平臺(例如無人機和車輛)上的光學傳感器，光學傳感器在第一時間點捕獲關于測試對象的第一圖像，接著相同的光學傳感器通過移動平臺被移位，并在第二時間點捕獲關于測試對象的第二圖像。利用測試對象在第一圖像和第二圖像上的已知距離和視角(vision angle)來計算測試對象相對于光學傳感器的位移(displacement)和旋轉(rotation)，并且相應地計算深度圖。所述傳統的深度估計技術對于無人機和車輛是不方便的，因為光學傳感器不能準確地計算位于無人機和車輛的直線運動軌跡上的測試對象的位置參數。

此外，傳統的主動光源深度估計技術利用主動光源以輸出檢測信號，以投影到測試對象上，然后從測試對象接收反射信號，以通過分析檢測信號和反射信號來計算測試對象的位置參數。傳統的主動光源深度估計技術具有昂貴的使用成本，并且功耗大。此外，傳統的立體攝像機(stereo camera)驅動兩個圖像傳感器來分別捕獲具有不同視角的圖像，兩個圖像傳感器需要高精度的自動曝光、自動白平衡和時間同步，使得傳統的立體相機具有昂貴的制造成本和操作復雜的缺點。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種圖像處理裝置、相關的深度估計系統及深度估計方法。

依據本發明一實施方式，提供一種圖像處理裝置，包括：接收單元，用于接收捕獲圖像；以及處理單元，與所述接收單元電連接以確定所述捕獲圖像上的第一子圖像和第二子圖像，以計算所述第一子圖像的特征與所述第二子圖像的對應特征之間的關系，并通過所述關系的視差來計算所述捕獲圖像的深度圖；其中所述第一子圖像的所述特征與所述第二子圖像的所述對應特征相關，并且所述第一子圖像的場景與所述第二子圖像的場景至少部分地重疊。

依據本發明另一實施方式，提供一種深度估計系統，包括：至少一個虛擬圖像生成單元，設置在面向所述深度估計系統的檢測方向的位置上；圖像捕獲單元，與所述虛擬圖像生成單元相鄰設置，并具有寬視野功能，所述圖像捕獲單元通過所述寬視野功能生成包含所述虛擬圖像生成單元的捕獲圖像；以及圖像處理裝置，電連接到所述圖像捕獲單元，所述圖像處理裝置用于確定所述捕獲圖像上的第一子圖像和第二子圖像，以計算所述第一子圖像的特征和所述第二子圖像的對應特征之間的關系，并通過所述關系的視差來計算所述捕獲圖像的深度圖；其中所述第一子圖像的所述特征與所述第二子圖像的所述對應特征相關，并且所述第一子圖像的場景與所述第二子圖像的場景至少部分地重疊。

依據本發明另一實施方式，提供一種深度估計方法，應用于具有接收單元和處理單元的圖像處理裝置，包括：通過所述接收單元接收捕獲圖像；通過所述處理單元確定所述捕獲圖像上的第一子圖像和第二子圖像；通過所述處理單元計算所述第一子圖像的特征與所述第二子圖像的對應特征之間的關系；以及通過所述處理單元根據所述關系的視差來計算關于所述捕獲圖像的深度圖，其中所述第一子圖像的所述特征與所述第二子圖像的所述對應特征相關，并且所述第一子圖像的場景與第二子圖像的場景至少部分地重疊。

本發明所提供的圖像處理裝置、相關的深度估計系統及深度估計方法，通過單個圖像捕獲單元捕獲的單個圖像來計算深度圖，可以有效地節省產品成本并簡化操作過程。

對于已經閱讀后續由各附圖及內容所顯示的較佳實施方式的本領域的技術人員來說，本發明的各目的是明顯的。

附圖說明

圖1是根據本發明一實施例的深度估計系統的框圖。

圖2是根據本發明一實施例的深度估計系統和測試對象的外觀圖。