一種實時生成目標深度信息的方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種實時生成目標深度信息的方法，步驟為：S1：獲取視野內(nèi)目標的目標衍射離散光斑圖序列；S2：得到多個原始的第一幀目標深度圖；比較每一個原始的第一幀目標深度圖與其對應的參考衍射離散光斑圖已知深度的偏離值，選取偏離值最小時對應區(qū)域的深度信息，以此獲得優(yōu)化的第一幀目標深度圖；S3：使用參考衍射離散光斑圖區(qū)塊，與第二幀目標衍射離散光斑圖進行衍射離散光斑互相關匹配處理，得到第二幀目標深度圖；S4：得到后一幀目標深度圖。還提供一種使用上述實時生成目標深度信息的方法的裝置。有益效果是：實時獲取與視野內(nèi)人或其他目標相距的距離，實時更新深度信息，從而應用于運動捕捉系統(tǒng)或機器視覺系統(tǒng)等，以作為具體應用系統(tǒng)的信息輸入。
【專利說明】一種實時生成目標深度信息的方法及其裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理技術，特別是一種實時生成目標深度信息的方法及其裝置。【背景技術】
[0002]隨著3D技術的發(fā)展，立體顯示、機器視覺、衛(wèi)星遙感等方面的技術應用越來越多地需要獲取場景的深度信息。目前，深度相機能夠獲取相機視野內(nèi)目標的深度信息。
[0003]深度相機主要有三種架構，分別是雙目立體視覺法、飛行時間法(TOF)和結構光法。雙目立體視覺法使用兩個鏡頭的立體視覺來獲得關于對象的表面與相機之間的距離的深度信息。飛行時間法使用雷達測量的原理進行三維場景深度的測量，相機發(fā)射主動光波照射三維場景，光波經(jīng)三維場景反射后回到深度相機，根據(jù)光波的發(fā)射時間和反射光波的接收時間之間的時間差(也即，相位差)獲取三維場景的深度信息。
[0004]現(xiàn)有的深度相機，獲得的深度信息的精確度隨著到目標的距離增加而快速地降低，并且精度還取決于目標的表面狀態(tài)，所以難以獲得精確的深度信息。同時，現(xiàn)有的深度相機還存在以下缺陷:
[0005](I)、深度信息生成速度較慢，無法真正實現(xiàn)實時獲?。?br> [0006](2)、所得深度信息的精度達不到理想的精度效果，對邊緣處理不好，例如目標深度數(shù)據(jù)不連續(xù)的地方；
[0007](3)、應用場景，測量范圍太局限，不能滿足一些應用的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決上述現(xiàn)有的技術問題，本發(fā)明提供一種實時生成目標深度信息的方法及其裝置，能夠?qū)崟r獲取與視野內(nèi)人或其他目標相距的距離，并且實時更新深度信息，從而應用于運動捕捉系統(tǒng)或機器視覺系統(tǒng)等，以作為軍事、娛樂、智能家居、體育或醫(yī)學等方面的具體應用系統(tǒng)的信息輸入。
[0009]本發(fā)明解決上述現(xiàn)有的技術問題，提供一種實時生成目標深度信息的方法，具體步驟為:
[0010]S1:獲取視野內(nèi)目標的目標衍射離散光斑圖序列；該目標衍射離散光斑圖序列包括第一幀目標衍射離散光斑圖和第二幀目標衍射離散光斑圖；
[0011]S2:調(diào)用預存儲的深度信息已知的多個參考衍射離散光斑圖，分別與第一幀目標衍射離散光斑圖進行衍射離散光斑互相關匹配處理，得到對應的多個原始的第一幀目標深度圖；比較每一個原始的第一幀目標深度圖與其對應的參考衍射離散光斑圖已知深度的偏離值，選取偏離值最小時對應區(qū)域的深度信息，以此獲得優(yōu)化的第一幀目標深度圖；
[0012]S3:調(diào)用優(yōu)化的第一幀目標深度圖，比較其與每一個參考衍射離散光斑圖已知深度的偏離值，對偏離值進行自適應閾值設定，劃分偏離值小于閾值時對應的第一幀目標深度圖區(qū)塊，以及對應的參考衍射離散光斑圖區(qū)塊；使用該參考衍射離散光斑圖區(qū)塊，與第二幀目標衍射離散光斑圖進行衍射離散光斑互相關匹配處理，得到第二幀目標深度圖；[0013]S4:對于目標衍射離散光斑圖序列的后續(xù)幀目標衍射離散光斑圖，調(diào)用前一幀目標深度圖，比較其與每一個參考衍射離散光斑圖已知深度的偏離值，對偏離值進行自適應閾值設定，劃分偏離值小于閾值時對應的前一幀目標深度圖區(qū)塊，以及對應的參考衍射離散光斑圖區(qū)塊；使用該參考衍射離散光斑圖區(qū)塊，與后一幀目標衍射離散光斑圖進行衍射離散光斑互相關匹配處理，得到后一幀目標深度圖。
[0014]本發(fā)明更進一步的改進如下所述。
[0015]包括米集深度信息已知的參考衍射離散光斑圖；一光屏垂直于攝像機的光軸設置，攝像機獲取已知深度信息的光屏上的衍射離散光斑圖，作為一參考衍射離散光斑圖。
[0016]沿著光軸方向，設置多個采集位置，獲得深度信息已知的多個參考衍射離散光斑圖。
[0017]衍射離散光斑互相關處理使用的位移形函數(shù)、搜索函數(shù)、互相關函數(shù)分別為
【權利要求】
1.一種實時生成目標深度信息的方法，其特征在于:具體步驟為: S1:獲取視野內(nèi)目標的目標衍射離散光斑圖序列；該目標衍射離散光斑圖序列包括第一幀目標衍射離散光斑圖和第二幀目標衍射離散光斑圖； S2:調(diào)用預存儲的深度信息已知的多個參考衍射離散光斑圖，分別與第一幀目標衍射離散光斑圖進行衍射離散光斑互相關匹配處理，得到對應的多個原始的第一幀目標深度圖；比較每一個原始的第一幀目標深度圖與其對應的參考衍射離散光斑圖已知深度的偏離值，選取偏離值最小時對應區(qū)域的深度信息，以此獲得優(yōu)化的第一幀目標深度圖； 53:調(diào)用優(yōu)化的第一幀目標深度圖，比較其與每一個參考衍射離散光斑圖已知深度的偏離值，對偏離值進行自適應閾值設定，劃分偏離值小于閾值時對應的第一幀目標深度圖區(qū)塊，以及對應的參考衍射離散光斑圖區(qū)塊；使用該參考衍射離散光斑圖區(qū)塊，與第二幀目標衍射離散光斑圖進行衍射離散光斑互相關匹配處理，得到第二幀目標深度圖； 54:對于目標衍射離散光斑圖序列的后續(xù)幀目標衍射離散光斑圖，調(diào)用前一幀目標深度圖，比較其與每一個參考衍射離散光斑圖已知深度的偏離值，對偏離值進行自適應閾值設定，劃分偏離值小于閾值時對應的前一幀目標深度圖區(qū)塊，以及對應的參考衍射離散光斑圖區(qū)塊；使用該參考衍射離散光斑圖區(qū)塊，與后一幀目標衍射離散光斑圖進行衍射離散光斑互相關匹配處理，得到后一幀目標深度圖。
2.根據(jù)權利要求1所述的實時生成目標深度信息的方法，其特征在于:包括采集深度信息已知的參考衍射離散光斑圖；一光屏垂直于攝像機的光軸設置，攝像機獲取已知深度信息的光屏上的衍射離散光斑圖，作為一參考衍射離散光斑圖。
3.根據(jù)權利要求2所述的實時生成目標深度信息的方法，其特征在于:沿著光軸方向，設置多個采集位置，獲得深度信息已知的多個參考衍射離散光斑圖。
4.根據(jù)權利要求1所述的實時生成目標深度信息的方法，其特征在于:衍射離散光斑互相關處理使用的位移形函數(shù)、搜索函數(shù)、互相關函數(shù)分別為
5.根據(jù)權利要求1所述的實時生成目標深度信息的方法，其特征在于:在步驟SI中，獲取視野內(nèi)目標的目標衍射離散光斑圖序列之后，對該目標衍射離散光斑圖進行預處理。
6.根據(jù)權利要求5所述的實時生成目標深度信息的方法，其特征在于:所述預處理為使用降噪、插值法、中值濾波法或區(qū)塊劃分法進行處理。
7.一種使用權利要求1至6任意一項所述實時生成目標深度信息的方法的裝置，包括主體，其特征在于:還包括激光器、衍射光學元件、攝像機、圖像處理模塊和存儲器；所述攝像機與所述圖像處理模塊連接，所述圖像處理模塊與所述存儲器連接； 所述激光器發(fā)出的激光穿透所述衍射光學元件后照明視野中的目標； 所述攝像機獲取視野中的目標衍射離散光斑圖，并發(fā)送至所述圖像處理模塊； 所述圖像處理模塊對所述目標衍射離散光斑圖和所述存儲器內(nèi)預存儲的參考衍射離散光斑圖進行衍射離散光斑互相關匹配處理，以生成目標的深度信息。
8.根據(jù)權利要求7所述的使用實時生成目標深度信息的方法的裝置，其特征在于:還包括窄帶通濾波片，所述窄帶通濾波片置于所述攝像機的鏡頭前。
9.根據(jù)權利要求7所述的使用實時生成目標深度信息的方法的裝置，其特征在于:所述激光器與所述衍射光學兀件構成衍射離散光斑發(fā)生器。
10.根據(jù)權利要求7所述的使用實時生成目標深度信息的方法的裝置，其特征在于:所述激光器為單模激光器或多模激光器。
【文檔編號】G06T7/20GK103778643SQ201410012567
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權日:2014年1月10日
【發(fā)明者】肖振中, 許宏淮, 劉龍, 黃源浩 申請人:深圳奧比中光科技有限公司