[發(fā)明專利]基于散斑結(jié)構(gòu)光的深度圖像獲取方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811207284.6
• 申請(qǐng)日: 2018-10-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109461181B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙奎斌;王行;李驪;盛贊;周曉軍;李朔;楊淼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京華捷艾米科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/593
• 分類號(hào): G06T7/593;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種基于散斑結(jié)構(gòu)光的深度圖像獲取方法，包括：

獲取散斑參考圖像和散斑場(chǎng)景圖像，其中所述散斑參考圖像與預(yù)設(shè)定的參考平面相關(guān)，以及所述散斑場(chǎng)景圖像與目標(biāo)物平面相關(guān)；

對(duì)所獲取的散斑參考圖像和散斑場(chǎng)景圖像分別進(jìn)行橢圓LBP特征提取，以得出對(duì)應(yīng)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(chǎng)景圖像之間進(jìn)行立體匹配，以輸出相應(yīng)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(chǎng)景圖像的場(chǎng)景圖像匹配窗口，其中，所述參考圖像匹配窗口和所述場(chǎng)景圖像匹配窗口的大小相同；

計(jì)算用于圖像的所述參考圖像匹配窗口與所述場(chǎng)景圖像匹配窗口之間的Jaccard距離；

基于所計(jì)算的Jaccard距離，確定對(duì)應(yīng)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(chǎng)景圖像匹配窗口的窗口大小是包括通過(guò)以下方式來(lái)確定的：

設(shè)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(chǎng)景圖像的待匹配窗口；

以所設(shè)置的多種窗口大小分別按照預(yù)設(shè)步長(zhǎng)多次移動(dòng)匹配窗口和待匹配窗口，對(duì)該窗口大小內(nèi)的圖像進(jìn)行Sobel邊緣檢測(cè)；

統(tǒng)計(jì)對(duì)應(yīng)各次預(yù)設(shè)步長(zhǎng)移動(dòng)下，散斑參考圖像的窗口內(nèi)像素灰度值為1的第一像素個(gè)數(shù)，并統(tǒng)計(jì)散斑場(chǎng)景圖像的窗口內(nèi)像素灰度值為1的第二像素個(gè)數(shù)；

計(jì)算所述多種窗口大小下，所述第一像素個(gè)數(shù)與所述第二像素個(gè)數(shù)之間的差值，并根據(jù)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(chǎng)景圖像匹配窗口的窗口大小；以及

對(duì)所述視差圖像進(jìn)行優(yōu)化處理并結(jié)合相機(jī)的內(nèi)部參數(shù)，以確定對(duì)應(yīng)的深度圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在獲取散斑參考圖像和散斑場(chǎng)景圖像之前，該方法還包括：

對(duì)散斑結(jié)構(gòu)光相機(jī)的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定和畸變校正，具體包括：

對(duì)空間中的點(diǎn)通過(guò)世界坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到相機(jī)坐標(biāo)系，以及

將所述相機(jī)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到圖像的物理坐標(biāo)系。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述對(duì)所獲取的散斑參考圖像和散斑場(chǎng)景圖像分別進(jìn)行橢圓LBP特征提取包括：

將檢測(cè)窗口劃分為多個(gè)等分小區(qū)域；

依次比較每個(gè)等分小區(qū)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(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述基于所計(jì)算的Jaccard距離確定對(duì)應(yīng)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(tǒng)計(jì)參考圖像匹配窗口和場(chǎng)景圖像匹配窗口對(duì)應(yīng)于所述多次預(yù)設(shè)步長(zhǎng)移動(dòng)下的多個(gè)Jaccard距離；

基于三角測(cè)量法處理在Jaccard距離取值最小時(shí)的步長(zhǎng)位置所對(duì)應(yīng)的窗口中心的像素灰度值，得到當(dāng)前位置的深度值；以及

基于所述當(dāng)前位置的深度值，確定所述視差圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述對(duì)所述視差圖像進(jìn)行優(yōu)化處理以確定對(duì)應(yīng)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(xiàn)的空洞；

利用加權(quán)中值濾波對(duì)所述視差圖像的邊緣進(jìn)行細(xì)化處理。