[發明專利]基于散斑結構光的深度圖像獲取方法及系統

有效

• 申請號: 201811207284.6
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109461181B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 趙奎斌;王行;李驪;盛贊;周曉軍;李朔;楊淼
• 申請（專利權）人: 北京華捷艾米科技有限公司
• 主分類號: G06T7/593
• 分類號: G06T7/593;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種基于散斑結構光的深度圖像獲取方法，包括：

獲取散斑參考圖像和散斑場景圖像，其中所述散斑參考圖像與預設定的參考平面相關，以及所述散斑場景圖像與目標物平面相關；

對所獲取的散斑參考圖像和散斑場景圖像分別進行橢圓LBP特征提取，以得出對應的第一特征紋理圖像和第二特征紋理圖像；

基于所述第一特征紋理圖像和所述第二特征紋理圖像，在所述散斑參考圖像和所述散斑場景圖像之間進行立體匹配，以輸出相應的視差圖像，包括：

選取用于散斑參考圖像的參考圖像匹配窗口和用于散斑場景圖像的場景圖像匹配窗口，其中，所述參考圖像匹配窗口和所述場景圖像匹配窗口的大小相同；

計算用于圖像的所述參考圖像匹配窗口與所述場景圖像匹配窗口之間的Jaccard距離；

基于所計算的Jaccard距離，確定對應所述第一特征紋理圖像和所述第二特征紋理圖像的視差圖像；其中，

所述參考圖像匹配窗口和所述場景圖像匹配窗口的窗口大小是包括通過以下方式來確定的：

設置多種相同大小的用于散斑參考圖像的匹配窗口和用于散斑場景圖像的待匹配窗口；

以所設置的多種窗口大小分別按照預設步長多次移動匹配窗口和待匹配窗口，對該窗口大小內的圖像進行Sobel邊緣檢測；

統計對應各次預設步長移動下，散斑參考圖像的窗口內像素灰度值為1的第一像素個數，并統計散斑場景圖像的窗口內像素灰度值為1的第二像素個數；

計算所述多種窗口大小下，所述第一像素個數與所述第二像素個數之間的差值，并根據該差值大小從所述多種窗口大小中確定所述參考圖像匹配窗口和所述場景圖像匹配窗口的窗口大??；以及

對所述視差圖像進行優化處理并結合相機的內部參數，以確定對應的深度圖像。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，在獲取散斑參考圖像和散斑場景圖像之前，該方法還包括：

對散斑結構光相機的內部參數和外部參數進行標定和畸變校正，具體包括：

對空間中的點通過世界坐標系轉換到相機坐標系，以及

將所述相機坐標系轉換到圖像的物理坐標系。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述對所獲取的散斑參考圖像和散斑場景圖像分別進行橢圓LBP特征提取包括：

將檢測窗口劃分為多個等分小區域；

依次比較每個等分小區域的邊緣像素與中心像素的灰度值的大小；

若所述邊緣像素的灰度值大于所述中心像素的灰度值，則該邊緣像素的位置被編碼為1，以及

若所述邊緣像素的灰度值小于或等于所述中心像素的灰度值，則該邊緣像素的位置被編碼為0。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述基于所計算的Jaccard距離確定對應所述第一特征紋理圖像和所述第二特征紋理圖像的視差圖像包括：

統計參考圖像匹配窗口和場景圖像匹配窗口對應于所述多次預設步長移動下的多個Jaccard距離；

基于三角測量法處理在Jaccard距離取值最小時的步長位置所對應的窗口中心的像素灰度值，得到當前位置的深度值；以及

基于所述當前位置的深度值，確定所述視差圖像。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述對所述視差圖像進行優化處理以確定對應的深度圖像包括：

利用亞像素插值法填充所述視差圖像中出現的空洞；

利用加權中值濾波對所述視差圖像的邊緣進行細化處理。