一種高灰階深度圖像的顯示方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于圖像處理、計算機視覺和人機交互技術領域，特別設及一種高灰階深 度圖像的顯示方法。
【背景技術】
[0002] 視覺是人類觀察與認知世界最直接、最主要的途徑。我們生活在一個=維世界中， 人類視覺不僅能感知物體表面的亮度、顏色、紋理信息，運動情況，而且能判斷其形狀、空間 及空間位置（深度、距離）。如何讓機器視覺能實時獲得高精度、高清晰的深度信息、提高機 器的智能水平是當前機器視覺系統(tǒng)開發(fā)的難點。在其它技術領域，圖像深度信息對于立體 編解碼、2D轉(zhuǎn)3D、多視點=維圖像生成、=維目標識別和=維重建等也至關重要。深度信息 的實時獲取有助于現(xiàn)實物理世界與虛擬網(wǎng)絡世界的交互，加強人與人、人與機器、機器與機 器之間溝通學習，增強機器的智能化水平。
[0003] 通過=維深度感知裝置可實時獲取投射面范圍內(nèi)的高精度深度信息（距離），其 精度可達到毫米級別、甚至更小，可采用高灰階深度圖像（8bitsW上）來直觀、準確地表 示高精度的距離信息，其中高灰階深度圖像的每個像素值對應物理空間一個點的深度信息 (即距離值）。比如目標物體距離=維深度感知裝置的攝像頭為5米，深度精度要達到毫米， 則需要約2"個數(shù)據(jù)來表示，對應需要用13bits的高灰階深度圖像來表示物體空間的深度 信息。如何采用高灰階深度圖像來直觀、顯示高精度深度信息及其細節(jié)已成為=維深度獲 取的重要內(nèi)容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，本發(fā)明提供了一種高灰階深度圖像的顯示方法，所述方法通過偽彩色編 碼方法將高灰階深度圖像映射到RG二通道或RGBS通道上進行深度圖像顯示，包括W下步 驟： 陽0化]S100、將高灰階深度圖像的像素值對應的深度信息映射到RG或者RGB通道生成RGB深度圖像；
[0006] S200、將所述RGB深度圖像轉(zhuǎn)換為YUV深度圖像，將所述YUV深度圖像WYUV422 格式輸出； 陽007] S300、將所述YUV深度圖像轉(zhuǎn)換為RGB深度圖像并輸出； 陽00引 S3001、接收所述YUV深度圖像；
[0009] S3002、將所述YUV深度圖像轉(zhuǎn)換為RGB深度圖像；
[0010] S3003、將所述RGB深度圖像經(jīng)JPEG壓縮編碼模塊進行壓縮編碼后輸出；
[0011] S400、接收所述RGB深度圖像，經(jīng)JPEG解壓得到W偽彩色編碼方式顯示的高灰階 深度圖像。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本發(fā)明一個實施例的整體流程圖；
[0013] 圖2是本發(fā)明一個實施例的灰階等級劃分示意圖；
[0014] 圖3是本發(fā)明一個實施例的偽彩色編碼流程圖；
[0015] 圖4是本發(fā)明一個實施例的高灰階深度圖像兩通道偽彩色編碼效果圖；
[0016] 圖5是本發(fā)明一個實施例的S通道偽彩色編碼曲線示意圖；
[0017] 圖6是本發(fā)明一個實施例的高灰階深度圖像=通道偽彩色編碼效果圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合具體實施例對本發(fā)明進行進一步的詳細說明。
[0019] 圖1所示為本發(fā)明實施例一種高灰階深度圖像顯示方法的整體流程圖。為了清楚 地說明，下面結合圖2,圖3,圖4,圖5,圖6描述該方法。
[0020] 在一個實施例中，公開了一種高灰階深度圖像的顯示方法；
[0021] 所述方法通過偽彩色編碼方法把高灰階深度圖像映射到RG二通道或RGBS通道 上進行深度圖像增強顯示，所述方法包括W下步驟：
[0022] S100、將高灰階深度圖像對應的深度信息映射到RG或者RGB通道生成RGB深度圖 像；
[0023] S200、將所述RGB深度圖像轉(zhuǎn)換為YUV深度圖像，將所述YUV深度圖像WYUV422 格式輸出；
[0024] S300、接收所述YUV深度圖像，通過JPEG編碼USB驅(qū)動模塊，將所述YUV深度圖像 轉(zhuǎn)換為RGB深度圖像，并經(jīng)JPEG壓縮編碼、USB驅(qū)動，將RGB深度圖像通過免驅(qū)動USB接口 輸出；
[00巧]S400、設備接收與顯示端利用免驅(qū)動USB攝像頭顯示軟件接收所述RGB深度圖像， 經(jīng)JPEG解壓得到W偽彩色編碼方式顯示的高灰階深度圖像。
[00%] 本實施例中，所述的高灰階深度圖像，其每個像素的深度值一般在8bitsW上， 如9、10、11、12、13、14、15、1化its,對應精度可達毫米級的深度值信息。灰階是對圖像亮度 (灰度信息）進行一定等級的區(qū)間劃分，圖為灰階等級劃分示意圖，灰階等級越少所表達的 深度圖像細節(jié)越粗糖，而灰階等級越大所表達的深度圖像細節(jié)部分越精細、表示其深度精 度越高。
[0027] 本實施例所述一種高灰階深度圖像的顯示方法通過偽彩色編碼方法將高灰階深 度圖像經(jīng)一定的計算處理映射到RG二通道或RGBS通道上進行深度圖像增強顯示，如圖3 所示，并在設備接收與顯示端（一般只能顯示24bits的RGB數(shù)據(jù)）W可視化顯示方式盡可 能地直觀展示高灰階深度圖像的細節(jié)，突顯深度精度。
[0028] 在一個實施例中，所述步驟S100具體包括：將所述高灰階深度圖像的高8位數(shù)據(jù) 存儲在RGB圖像的G通道中；所述高灰階深度圖像剩余的低位數(shù)據(jù)與高8位進行計算處理 后放在RGB圖像的R通道中，將RGB圖像的B通道置0,生成RGB深度圖像。
[0029] 在本實施例中，將所述灰階深度圖像的像素值表示為Gray[n，0];所述高灰階深 度圖像的高8位數(shù)據(jù)表示為Gray[n，n-7];所述高灰階深度圖像剩余的的低位數(shù)據(jù)表示為 Gray[n-8,0];其中n為8、9、10、11、12、13、14、15。在本實施例中，由于高位高灰階深度圖像 數(shù)據(jù)主要體現(xiàn)了 =維空間場景的深度灰度變化趨勢，而低位深度圖數(shù)據(jù)主要體現(xiàn)了 =維空 間場景的深度細節(jié)信息，因此將Gray[n，0]的高8位（即Gray[n，n-7])放在RGB的G通道 中作為基色，剩余的低位（即Gray[n-8,0])與高8位數(shù)據(jù)進行一定的計算處理后放在RGB 的R通道中，作為RG兩通道的色差數(shù)據(jù)來凸顯圖像細節(jié)部分，而對B通道則置零。進一步， 利用下式生成RGB深度圖像，
[0030]
[0031] 其中，temp代表所述高灰階深度圖像的高8位數(shù)據(jù)；R、G、B分別代表RGB深度圖 像的R、G、B分量。
[0032] 在一個實施例中，所述步驟S100具體包括：將所述高灰階深度圖像的高8位數(shù)據(jù) 與剩余的低位數(shù)據(jù)進行計算處理，分別放入RGB=通道中，生成RGB深度圖像。
[0033] 在本實施例中，將所述灰階深度圖像的像素值表示為Gray[n，0];所述高灰階深 度圖像的高8位數(shù)據(jù)表示為Gray[n，n-7];所述高灰階深度圖像剩余的的低位數(shù)據(jù)表示為 Gray[n-8,0];其中n為 8、9、10、11、12、13、14、15。
[0034] 在本實施例中，高灰階深度圖像與RGBS通道偽彩色深度圖的對應關系，如圖5所 示。在RGBS通道偽彩色顯示方法中，采用固定范圍偽彩色編碼，在灰度[x2:25引的灰度 區(qū)間進行灰度轉(zhuǎn)色度R編碼，在[XI:25引的灰度區(qū)間進行灰度轉(zhuǎn)G編碼，在[0 :xl]的灰度 區(qū)間進行灰度轉(zhuǎn)色度B編碼，再將運=種色度進行合成即可完成固定范圍的灰度偽彩色編 碼過程?？蒞看出在對應的范圍內(nèi)，灰度圖轉(zhuǎn)換為對應彩色信息是線性的變化，因此在每個 彩色信息主色調(diào)范圍內(nèi)，對應顯示出了深度距離的變化，然后再通過不同顏色進一步顯示 深度圖的距離變化，可W更加直觀的感受=維空間的景深程度，運種線性的變化也有利于 接收端對深度數(shù)據(jù)的一定恢復。
[0035] 在一個實施例中，利用下邊的公式生成RGB圖像；
[0036]
[0037] 上式中temp表示所述高灰階深度圖像的高8位數(shù)據(jù)；low表示所述高灰階深度圖 像剩余的低位數(shù)據(jù)；
[0040]
[0041] 上式中，R、G、B分別代表RGB深度圖像的R、G、B分量。
[0042] 現(xiàn)在W12bits高灰階深度圖像為例來解釋本實施例，將12bits高灰階深度數(shù)據(jù) 分為4個不同的區(qū)間，在不同的區(qū)間進行不同的轉(zhuǎn)換，高灰階深度圖像表示的=維場景深 度由遠及近時灰度值逐漸變大，圖像亮度逐漸增強，對應轉(zhuǎn)換后的RGB=通道偽彩色深度 圖在遠處主要表現(xiàn)為藍色程度變化，隨著深度的減小，逐漸經(jīng)過綠色變化、黃色變化的過 渡，當距離更近時則體現(xiàn)為紅色程度的變化，如圖6所示，運種=通道偽彩色表示的高灰階 深度圖像W不同的色溫信息更加直觀的體現(xiàn)了深度景深空間的變化。
[0043] 在一個實施例中，步驟S300中所述的JPEG編碼模塊包括第S方設計的、用于免驅(qū) 動USB攝像頭的JPEG編碼忍片。
[0044] 在一個實施例中，步驟S400中利用免驅(qū)動U