[發(fā)明專利]深度圖像的獲取方法及裝置、單目散斑結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110273685.7
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN112927280B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛遠(yuǎn);戶磊;王亞運(yùn);李緒琴;季棟
• 申請（專利權(quán)）人: 北京的盧深視科技有限公司;合肥的盧深視科技有限公司
• 主分類號: G06T7/521
• 分類號: G06T7/521
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 衡滔

本申請?zhí)峁┮环N深度圖像的獲取方法及裝置、單目散斑結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)。深度圖像的獲取方法，應(yīng)用于單目散斑結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)中的圖像處理設(shè)備，所述單目散斑結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)中還包括散斑投射器和相機(jī)，所述散斑投射器用于在被拍攝物體上投射散斑，所述相機(jī)用于采集所述被拍攝物體的散斑圖像；所述獲取方法包括：獲取所述相機(jī)當(dāng)前采集的場景散斑圖像；基于預(yù)先存儲的參考散斑圖像和預(yù)設(shè)的變形函數(shù)確定所述場景散斑圖像的各個像素點(diǎn)的視差；所述變形函數(shù)用于描述場景散斑圖像相較于所述參考散斑圖像的變形；基于所述場景散斑圖像的各個像素點(diǎn)的視差確定所述場景散斑圖像對應(yīng)的深度圖像。該方法用以實(shí)現(xiàn)深度圖像的有效且準(zhǔn)確的獲取。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種深度圖像的獲取方法及裝置、單目散斑結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在單目散斑結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)中，先預(yù)存一張已知位置的散斑圖像作為參考圖像，在實(shí)際應(yīng)用時，任意場景的散斑圖像與該參考圖像進(jìn)行同名點(diǎn)的匹配，從而獲得視差，基于視差可以獲取對應(yīng)的深度圖像。

但是，針對被拍攝面形狀較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)光，如果深度方向具有較大落差時，或被拍攝面的法線方向與光軸方向接近時，不能準(zhǔn)確地確定視差，或者不能確定視差，進(jìn)而無法實(shí)現(xiàn)深度圖像的有效和準(zhǔn)確的獲取。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實(shí)施例的目的在于提供一種深度圖像的獲取方法及裝置、單目散斑結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)深度圖像的有效且準(zhǔn)確的獲取。

第一方面，本申請實(shí)施例提供一種深度圖像的獲取方法，應(yīng)用于單目散斑結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)中的圖像處理設(shè)備，所述單目散斑結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)中還包括散斑投射器和相機(jī)，所述散斑投射器用于在被拍攝物體上投射散斑，所述相機(jī)用于采集所述被拍攝物體的散斑圖像；所述獲取方法包括：獲取所述相機(jī)當(dāng)前采集的場景散斑圖像；基于預(yù)先存儲的參考散斑圖像和預(yù)設(shè)的變形函數(shù)確定所述場景散斑圖像的各個像素點(diǎn)的視差；所述變形函數(shù)用于描述場景散斑圖像相較于所述參考散斑圖像的變形；基于所述場景散斑圖像的各個像素點(diǎn)的視差確定所述場景散斑圖像對應(yīng)的深度圖像。

在本申請實(shí)施例中，對現(xiàn)有技術(shù)無法有效且準(zhǔn)確地獲取深度圖像的原因進(jìn)行分析：被拍攝曲面較復(fù)雜時，場景圖像相較于參考圖像具有較大的變形，導(dǎo)致獲取的視差不準(zhǔn)確，或者無法獲取視差，進(jìn)而無法實(shí)現(xiàn)深度圖像的有效且準(zhǔn)確的獲取。基于該分析，通過預(yù)設(shè)的用于描述場景散斑圖像相較于參考散斑圖像的變形的變形函數(shù)對場景散斑圖像的各個像素點(diǎn)的視差進(jìn)行獲取，在加入變形函數(shù)之后，避免由于圖像的變形所導(dǎo)致的視差無法獲取或者無法準(zhǔn)確獲取，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確且有效地確定視差，進(jìn)而能夠準(zhǔn)確且有效地獲取深度圖像。

作為一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，所述基于所述參考散斑圖像和預(yù)設(shè)的變形函數(shù)確定所述場景散斑圖像的各個像素點(diǎn)的視差，包括：基于所述變形函數(shù)選取待獲取值的變形參數(shù)；針對所述場景散斑圖像的指定像素點(diǎn)，通過所述參考散斑圖像的所述指定像素點(diǎn)對應(yīng)的像素點(diǎn)的坐標(biāo)和所述變形參數(shù)確定所述指定像素點(diǎn)的坐標(biāo)；基于預(yù)設(shè)的匹配函數(shù)、所述指定像素點(diǎn)的坐標(biāo)、所述指定像素點(diǎn)對應(yīng)的像素點(diǎn)的坐標(biāo)、所述指定像素點(diǎn)的鄰域窗口、所述指定像素點(diǎn)對應(yīng)的像素點(diǎn)的鄰域窗口獲取所述變形參數(shù)的值；根據(jù)所述變形參數(shù)的值確定所述指定像素點(diǎn)的視差。

在本申請實(shí)施例中，在確定各個像素點(diǎn)的視差時，首先可以根據(jù)變形函數(shù)選取待獲取值的變形參數(shù)；然后通過參考散斑圖像和場景散斑圖像在匹配時的相關(guān)信息(包括相應(yīng)的像素點(diǎn)坐標(biāo)、相應(yīng)的鄰域窗口、預(yù)設(shè)的匹配函數(shù))，實(shí)現(xiàn)變形參數(shù)的值的有效且準(zhǔn)確的獲取；在變形參數(shù)的值獲取之后，指定像素點(diǎn)的視差也可以對應(yīng)確定，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有效且準(zhǔn)確地確定像素點(diǎn)視差。

作為一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，所述基于預(yù)設(shè)的匹配函數(shù)、所述指定像素點(diǎn)的坐標(biāo)、所述指定像素點(diǎn)對應(yīng)的像素點(diǎn)的坐標(biāo)、所述指定像素點(diǎn)的鄰域窗口、所述指定像素點(diǎn)對應(yīng)的像素點(diǎn)的鄰域窗口獲取所述變形參數(shù)的值，包括：基于預(yù)設(shè)的匹配函數(shù)、所述指定像素點(diǎn)的坐標(biāo)、所述指定像素點(diǎn)對應(yīng)的像素點(diǎn)的坐標(biāo)、所述指定像素點(diǎn)的鄰域窗口、所述指定像素點(diǎn)對應(yīng)的像素點(diǎn)的鄰域窗口和預(yù)設(shè)的非線性迭代算法獲取所述變形參數(shù)的值。