[發明專利]一種三維成像系統及三維圖像構建方法

在審

• 申請號: 201711167107.5
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN107872664A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 郭鑫;賀遙;陽志文
• 申請（專利權）人: 上海興芯微電子科技有限公司
• 主分類號: H04N13/239
• 分類號: H04N13/239;H04N13/246;H04N13/122;G06T7/80
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 孟金喆

技術領域

本發明實施例涉及圖像處理技術，尤其涉及一種三維成像系統及三維圖像構建方法。

背景技術

目前的三維成像系統，大部分由兩個攝像機模組組成，也可由單個攝像機模組構成。對于由兩個攝像機模組組成的系統，在兩個攝像機固定后，相對位置不能發生變化。在成像過程中，首先要對兩個攝像機模組進行參數標定，獲取兩個攝像機的內參數矩陣A和外參數R、T。用該成像系統對任意場景進行拍攝，利用標定參數對拍攝的兩幅圖片進行特征匹配、深度計算得到圖像中不同像點的深度信息，最終構建并顯示三維圖像。

但是，當前的三維成像系統，包括由兩個攝像機模組組成的和單個攝像機模組組成的成像系統，體積均比較龐大，不方便攜帶，不能適用在如可移動設備中，且成本較高，從而限制了其使用范圍。此外，在標定攝像機的內參數和外參數后，未對內參數矩陣A和外參數R、T進行校正，導致最后計算出來的深度信息存在很大誤差，限制了其使用性。

發明內容

本發明實施例提供一種三維成像系統及三維圖像構建方法，以實現三維成像系統的小型化，便于攜帶，擴大了三維成像系統的適用范圍，使三維坐標計算更加準確，提高了三維重構的準確率。

第一方面，本發明實施例提供了一種三維成像系統，該系統包括：

雙攝像頭模組，用于同時拍攝目標成像對象；

圖像處理模塊，用于根據所述雙攝像頭模組拍攝的圖像信息進行參數標定和參數矯正，并根據標定的參數及校正后的標定的參數構建三維圖像；

圖像處理控制模塊，用于觸發所述圖像處理模塊開始進行圖像處理；

圖像顯示模塊，與所述圖像處理控制模塊的輸出端連接，用于接收并顯示經過所述圖像處理模塊處理的三維圖像；

其中，所述雙攝像頭模組固定在同一平面上，并與所述圖像處理模塊、圖像處理控制模塊集成于同一電路板上。

第二方面，本發明實施例還提供了一種三維圖像構建方法，該方法包括：

分別獲取左側攝像頭模組所拍攝的棋盤格的第一圖像和右側攝像頭模組所拍攝的棋盤格的第二圖像；

分別根據第一圖像和第二圖像對左側攝像頭模組和右側攝像頭模組各自的內參和外參進行標定；

根據所述標定后的內參和外參進行立體標定，以確定左側攝像頭模組與右側攝像頭模組之間相對的平移向量和旋轉矩陣；

根據第一圖像、第二圖像、標定后的內參和外參、平移向量和旋轉矩陣，對左側攝像頭模組和右側攝像頭模組各自標定后的內參和外參進行立體校正；

根據立體校正后的內參和外參對左側攝像頭模組和右側攝像頭模組拍攝的圖像構建目標成像對象的三維圖像。

本發明實施例通過將雙攝像頭模組、圖像處理模塊、圖像處理控制模塊集成于同一個電路板上，縮小了雙攝像頭三維成像系統的體積，擴大了其使用范圍，降低了制造成本，此外圖像處理模塊還可以對標定參數進行校正，利用校正后的參數構建三維圖像，解決了深度信息誤差大的問題，能夠獲得立體效果更佳的三維圖像。

附圖說明

圖1是本發明實施例一中的三維成像系統的結構示意圖；

圖2是本發明實施例一中的雙攝像頭模組固定在同一平面上與圖像處理模塊、圖像處理控制模塊集成于同一電路板的實物圖；

圖3是本發明實施例二中的三維圖像構建方法的流程圖；

圖4是本發明實施例二中的棋盤格實物圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發明相關的部分而非全部結構。

實施例一

圖1為本發明實施例一提供的三維成像系統的結構示意圖，本實施例可適用于獲取三維圖像的情況。如圖1所示，該三維成像系統具體包括：

雙攝像頭模組110，用于同時拍攝目標成像對象。

其中，一個攝像頭模組包含一個攝像頭及成像傳感器，一個攝像頭由多個鏡頭組成。在本系統中采用了兩個攝像頭模組來代替傳統三維成像系統中的呈一定角度放置的兩個攝像機，且兩個攝像頭模組固定于同一平面上，當需要拍攝獲得三維圖像時，由雙攝像頭模組同時對成像對象進行拍攝，獲得兩個不同的圖像，再對這兩個圖像進行處理得到最終的三維圖像。

圖像處理模塊120，用于根據所述雙攝像頭模組拍攝的圖像信息進行參數標定和參數矯正，并根據標定的參數及校正后的標定的參數構建三維圖像。