算步驟圖；
[0047]圖6a、6b、6c是本發(fā)明實(shí)施例二中通過(guò)卷積模擬光斑的步驟圖；
[0048]圖7是采用本發(fā)明實(shí)施二的深度相機(jī)參考圖獲取方法處理前的一局部塊的圖樣；
[0049]圖8是基于圖7所示的該局部塊經(jīng)深度相機(jī)參考圖獲取方法處理后的圖樣；
[0050]圖9是本發(fā)明實(shí)施例三中提供的深度相機(jī)參考圖獲取裝置的模塊圖；
[0051]圖10是本發(fā)明實(shí)施例四中提供的深度相機(jī)參考圖獲取裝置的模塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0053]為了便于理解本發(fā)明實(shí)施例，下面首先結(jié)合圖la對(duì)深度相機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。如圖la所示，深度相機(jī)包括激光發(fā)射裝置11、衍射光學(xué)元件(DiffractiveOptical Elements，簡(jiǎn)稱DOE) 12和攝像裝置13。激光發(fā)射裝置11用于發(fā)射激光并將激光通過(guò)衍射光學(xué)元件12投射到參考平面14上。參考平面14為一個(gè)平整的平面。攝像裝置13用于拍攝激光在參考平面14上形成的散斑圖樣。衍射光學(xué)元件12的圖樣包括多個(gè)白點(diǎn)，激光經(jīng)過(guò)各個(gè)白點(diǎn)后分別在參考平面14上形成一個(gè)斑點(diǎn)(衍射光學(xué)元件12相當(dāng)于覆蓋在激光發(fā)射裝置11上的玻璃片，玻璃片上設(shè)多個(gè)白點(diǎn))。
[0054]可以認(rèn)為參考平面14上的斑點(diǎn)與衍射光學(xué)元件12上的白點(diǎn)是--對(duì)應(yīng)的。每道通過(guò)白點(diǎn)的激光經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直后，并無(wú)變形和發(fā)散，而最終落在參考平面14上形成一個(gè)斑點(diǎn)。所有斑點(diǎn)的集合構(gòu)成散斑圖樣。因此可知，散斑圖樣的圖形是由衍射光學(xué)元件12的圖樣決定的。
[0055]當(dāng)激光發(fā)射裝置11發(fā)射的激光經(jīng)過(guò)衍射光學(xué)元件12后，形成幾萬(wàn)條激光束，投影到參考平面14上，形成散斑圖樣。攝像裝置13拍攝該散斑圖樣，作為深度相機(jī)的參考圖進(jìn)行存儲(chǔ)，該參考圖被用作實(shí)時(shí)計(jì)算實(shí)際場(chǎng)景的深度圖的參考圖樣。
[0056]深度相機(jī)計(jì)算實(shí)際場(chǎng)景的深度圖的原理是基于三角測(cè)量的方法。參見圖lb，激光發(fā)射裝置11(例如投影儀)發(fā)射的激光束(以一條光束為例)照射在距離為Z1，Z2的不同平面上，其中Z1為參考平面。在攝像裝置13的圖像傳感器(Charge-coupled Device,簡(jiǎn)稱(XD)上成像的相對(duì)應(yīng)光斑點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生從Xcl到Xc2的水平位移。根據(jù)三角測(cè)量的原理，在已知參考平面Z1的實(shí)際距離值(即一常量Z1)時(shí)，通過(guò)檢測(cè)同一束光線在參考平面Z1和任意距離平面Zk上形成的兩個(gè)斑點(diǎn)在(XD上成像的位移量，可以推知Zk的實(shí)際距離值。
[0057]也就是說(shuō)，深度相機(jī)中必須存儲(chǔ)參考平面Z1的散斑圖樣，和已知的參考平面Z1實(shí)際距離值。在輸入任意距離平面Zk的圖像時(shí)，通過(guò)檢測(cè)攝像裝置13內(nèi)(XD上的斑點(diǎn)位移量就能實(shí)現(xiàn)測(cè)距。
[0058]實(shí)施例1
[0059]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種深度相機(jī)參考圖獲取方法。該方法應(yīng)用于圖la所示的深度相機(jī)。
[0060]參見圖2，該方法包括:
[0061]步驟101:采用激光發(fā)射裝置和衍射光學(xué)元件在參考平面上形成散斑圖樣。
[0062]步驟102:采用攝像裝置拍攝采集散斑圖樣，得到第一參考圖。
[0063]步驟103:確定第一參考圖中斑點(diǎn)與衍射光學(xué)元件的圖樣中的白點(diǎn)的映射關(guān)系。
[0064]步驟104:根據(jù)映射關(guān)系和衍射光學(xué)元件的圖樣，模擬合成深度相機(jī)參考圖。
[0065]本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)攝像裝置拍攝采集散斑圖樣作為第一參考圖，獲取第一參考圖中斑點(diǎn)與衍射光學(xué)元件的圖樣的白點(diǎn)之間的映射關(guān)系。并根據(jù)該映射關(guān)系，模擬合成深度相機(jī)參考圖。有效避免了激光二次散射雜點(diǎn)問(wèn)題。且無(wú)需添加其他外部設(shè)備，降低了設(shè)備成本。
[0066]實(shí)施例二
[0067]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種深度相機(jī)參考圖獲取方法，該方法應(yīng)用于圖la所示的深度相機(jī)內(nèi)。參見圖3，該方法包括:
[0068]步驟201:采用激光發(fā)射裝置和衍射光學(xué)元件在參考平面上形成散斑圖樣。
[0069]圖4為本實(shí)施例衍射光學(xué)元件的圖樣。從圖4可知，各個(gè)白點(diǎn)的面積均勻且規(guī)律性排布。
[0070]步驟202:采用攝像裝置拍攝采集散斑圖樣，得到第一參考圖。
[0071]圖5為本實(shí)施例中拍攝散斑圖樣后得到的第一參考圖?？梢哉J(rèn)為，第一參考圖中的斑點(diǎn)，與衍射光學(xué)元件的圖樣的白點(diǎn)具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，且存在映射關(guān)系。從圖5可以看出，由于存在激光二次散射雜點(diǎn)，第一參考圖中的散斑點(diǎn)較為模糊。
[0072]在本實(shí)施例中，采用攝像裝置拍攝部分的散斑圖樣的方式，得到第一參考圖。容易知道，在攝像裝置可拍攝全部的散斑圖樣的條件下，也可將拍攝采集到的全部的散斑圖樣作為第一參考圖。而后進(jìn)行后續(xù)相同的步驟對(duì)獲取得到的第一參考圖進(jìn)行處理。
[0073]步驟203:確定第一參考圖中與衍射光學(xué)元件的圖樣中的指定白點(diǎn)對(duì)應(yīng)的斑點(diǎn)。
[0074]在具體實(shí)現(xiàn)中，可采取設(shè)定指定白點(diǎn)的形狀與除該指點(diǎn)白點(diǎn)外的其他白點(diǎn)的形狀不同的方式，來(lái)確定第一參考圖中的斑點(diǎn)與衍射光學(xué)元件的圖樣中的哪一個(gè)白點(diǎn)對(duì)應(yīng)。例如，圖4中，可設(shè)定某一指定白點(diǎn)的形狀為十字形。則在圖5的第一參考圖中，肉眼觀察得到與該指定白點(diǎn)對(duì)應(yīng)的斑點(diǎn)。
[0075]另外，還可采用通過(guò)計(jì)算衍射光學(xué)元件的圖樣的第一局部塊，與第一參考圖中第二局部塊的相似度，來(lái)確定第一參考圖中的斑點(diǎn)與衍射光學(xué)元件的圖樣中白點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。度量相似度有多種方法。常用的是計(jì)算第一局部塊和第二局部塊的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的差的絕對(duì)值的和，該算法被稱為絕對(duì)差和(Sum of Absolute Differences,簡(jiǎn)稱“SAD”)算法。當(dāng)SAD值較小時(shí)，第一局部塊和第二局部塊的相似度較高。另外，還可采用更魯棒的方法(即ZNCC方法)度量相似度。
[0076]步驟204:在同一坐標(biāo)系中，確定指定白點(diǎn)以及指定白點(diǎn)對(duì)應(yīng)的斑點(diǎn)的坐標(biāo)。
[0077]步驟205:根據(jù)指定白點(diǎn)以及指定白點(diǎn)對(duì)應(yīng)的斑點(diǎn)的坐標(biāo)，確定第一參考圖中斑點(diǎn)與白點(diǎn)的映射關(guān)系。這種映射關(guān)系包括線性映射關(guān)系或非線性映射關(guān)系。
[0078]在具體實(shí)現(xiàn)中，設(shè)定指定白點(diǎn)的坐標(biāo)為(X，y)，該白點(diǎn)對(duì)應(yīng)的斑點(diǎn)的坐標(biāo)為(xp，yp)。且白點(diǎn)坐標(biāo)(X，y)與斑點(diǎn)坐標(biāo)(χρ，yp)之間符合一般射影定理的投射關(guān)系。
[0079]這種投射關(guān)系可表示為，k[xp, yp, 1]T = H*[x, y, 1]τ。其中，k大于0，
[0080][xp, yp, 1]T和[x，y, 1]T均為三行一列的矩陣，Η為3X3的單應(yīng)矩陣(Homography)，Η可以通過(guò)4對(duì)以上已知的對(duì)應(yīng)點(diǎn)解線性方程組求解。由此可知，在理想狀態(tài)下，斑點(diǎn)坐標(biāo)(xp，yp)與白點(diǎn)坐標(biāo)(X，y)之間存在線性映射關(guān)系。
[0081]除了該線性映射關(guān)系以外，由于激光發(fā)射裝置的變形效果，實(shí)際投射形成的散斑圖樣存在徑向畸變和法向畸變，這些畸變導(dǎo)致實(shí)際的斑點(diǎn)坐標(biāo)(xp，yp)與白點(diǎn)坐標(biāo)(X，y)之間存在非線性映射關(guān)系。這種非線性映射關(guān)系可以通過(guò)引入非線性參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。
[0082]通過(guò)前述步驟203?步驟205即