[發明專利]一種基線可變的雙目相機深度圖生成方法

有效

• 申請號: 202010099181.3
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111292367B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 紀剛;楊豐拓;朱慧;蔣云飛;柴琦;安帥
• 申請（專利權）人: 青島聯合創智科技有限公司
• 主分類號: G06T7/564
• 分類號: G06T7/564;G06T7/593;G06T7/80
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 劉娜

1.一種基線可變的雙目相機深度圖生成方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，計算初始位置的視差圖；

步驟二，直方圖統計處理視差圖，獲得主體視差區間和主體視差值；

步驟三，二值化視差圖，并獲取主體輪廓和主體輪廓中心點；

步驟四，旋轉雙目云臺使云臺中心對準主體輪廓中心點對應的空間點；

步驟五，同步移動左右相機改變基線長度；

步驟六，生成基線調整后的深度圖；

所述步驟二具體如下：

在視差圖上選定一個矩形區域，遍歷矩形區域中每個像素的視差值，記錄選定區域內的最大視差值d_max，以|5，d_max-5|為直方圖統計范圍，統計選定的矩形區域內的每個整數視差值出現的次數，選定出現次數最多的連續的n個視差值為主體視差區間主體視差區間對應的空間區域為主體區域，主體視差區間的中間視差值為主體視差值d；

所述步驟三具體如下：

處理直方圖統計區域的像素點，像素點的視差值在主體視差區間范圍內的像素點賦值為255，像素點的視差值落在主體視差區間外的像素點賦值為零，獲得僅保留主體部分的二值圖；

在二值圖上掃描獲取外輪廓集合Con＝{C₁，C₂，…，C_k}，k為外輪廓個數，C_k為第k個外輪廓；遍歷每個外輪廓區域，統計每個外輪廓內像素的個數，保留像素個數最多的外輪廓為主體視差區間的輪廓，即主體輪廓，對主體輪廓使用多邊形逼近算法獲得圍繞主體輪廓的多邊形頂點集合Point＝{Pt₁,Pt₂,…,Pt_m}，主體輪廓的中心坐標Pt為：

其中，m為多邊形的頂點個數，j＝1，2，…，m。

2.根據權利要求1所述的一種基線可變的雙目相機深度圖生成方法，其特征在于，所述步驟一具體如下：

利用雙目云臺上的的左相機和右相機同時拍攝正前方物體，生成左圖和右圖，并對生成的左圖和右圖使用全局立體匹配方法生成視差圖。

3.根據權利要求1所述的一種基線可變的雙目相機深度圖生成方法，其特征在于，所述步驟四具體如下：

反投影多邊形中心坐標Pt到左相機空間坐標系中得對應的空間坐標P₁，

其中，K為已知的左相機內參矩陣，Pt.x和Pt_·y為分別為輪廓中心坐標Pt在圖像坐標系上的橫坐標和縱坐標，f為已知的左相機焦距，b為已知的左右相機之間的初始基線長度，d為主體視差值；

雙目云臺中心位置在左相機空間坐標系內的坐標為P₂，計算P₁相對于P₂在X軸方向上的偏轉角度θ及偏轉方向，

其中，P_1·x和P_1·z分別為反投影點P₁在左相機空間坐標系中X軸坐標和Z軸坐標；

云臺的偏轉方向由偏轉角度θ的正負號決定，當偏轉角度θ為負時，雙目云臺向右轉，反之，向左轉；

旋轉雙目云臺，使雙目云臺中心位置對準主體輪廓中心點對應的空間點。

4.根據權利要求3所述的一種基線可變的雙目相機深度圖生成方法，其特征在于，所述步驟五具體如下：

當雙目相機的左圖中的主體部分為近景物體時，左右相機需同時向中央移動Δb距離；當雙目相機的左圖中的主體部分為遠景物體時，左右相機需同時向兩側移動Δb距離；基線的變化量計算如下：

其中，T為自定義視差閾值，b為已知的左右相機之間的初始基線長度，d為主體視差值。

5.根據權利要求4所述的一種基線可變的雙目相機深度圖生成方法，其特征在于，所述步驟六具體如下：

調整完畢雙目云臺后，使用左右相機重新拍攝前方圖像，在左右圖像上執行全局立體匹配方法生成視差圖，使用更新后的基線值將視差圖轉化為深度圖。