本發(fā)明涉及3D技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種獲取目標(biāo)深度圖像的方法。

背景技術(shù)：

隨著3D技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)目標(biāo)深度圖像的獲取越來越容易，傳統(tǒng)的利用平面圖像進(jìn)行圖像分析已逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槔蒙疃葓D像進(jìn)行圖像分析。為了確保分析的準(zhǔn)確性，對(duì)獲取的目標(biāo)深度圖像的質(zhì)量要求越來越高。

由于目標(biāo)所處場(chǎng)景的差異性，如處于室內(nèi)的目標(biāo)和處于室外的目標(biāo)存在較大的場(chǎng)景差異，而目前的3D傳感器大多不適合多場(chǎng)景的應(yīng)用，由于場(chǎng)景差異的原因?qū)е滤@得的深度圖像存在誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種獲取目標(biāo)深度圖像的方法，能夠提高獲取的深度圖像的準(zhǔn)確性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種獲取目標(biāo)深度圖像的方法，包括IR攝像機(jī)獲取目標(biāo)的灰度圖像，根據(jù)所述灰度圖像的信息計(jì)算獲得所述灰度圖像的亮度值；根據(jù)所述亮度值選擇工作模式，若所述亮度值超過所述閾值，則選擇第一工作模式；若所述亮度值小于所述閾值，則選擇第二工作模式；根據(jù)選擇的所述第一工作模式或者所述第二工作模式，采集所述目標(biāo)的圖像信息，并對(duì)所述圖像信息進(jìn)行處理，進(jìn)而獲得所述目標(biāo)對(duì)應(yīng)的深度圖像。

其中，所述根據(jù)所述灰度圖像的信息計(jì)算獲得所述灰度圖像的亮度值包括將所述灰度圖像進(jìn)行直方圖處理，從所述直方圖中獲得所述灰度圖像的亮度值。

當(dāng)選擇所述第一工作模式時(shí)，所述采集所述目標(biāo)的圖像信息，并對(duì)所述圖像信息進(jìn)行處理，進(jìn)而獲得所述目標(biāo)對(duì)應(yīng)的深度圖像包括：通過兩個(gè)攝像機(jī)同時(shí)對(duì)所述目標(biāo)進(jìn)行圖像采集，分別獲取所述目標(biāo)對(duì)應(yīng)的第一采集圖像和第二采集圖像，兩個(gè)所述攝像機(jī)包括IR攝像機(jī)和RGB攝像機(jī)的組合或者兩個(gè)所述RGB攝像機(jī)的組合；對(duì)所述第一采集圖像和所述第二采集圖像進(jìn)行處理，進(jìn)而獲得所述目標(biāo)對(duì)應(yīng)的所述深度圖像。

其中，通過兩個(gè)攝像機(jī)同時(shí)對(duì)所述目標(biāo)進(jìn)行圖像采集，分別獲取所述目標(biāo)對(duì)應(yīng)的第一采集圖像和第二采集圖像，兩個(gè)所述攝像機(jī)包括IR攝像機(jī)和RGB攝像機(jī)的組合或者兩個(gè)所述RGB攝像機(jī)的組合的步驟之前包括：對(duì)所述IR攝像機(jī)和所述RGB攝像機(jī)，或者兩個(gè)所述RGB攝像機(jī)的位置、夾角、焦距進(jìn)行校準(zhǔn)，以使所述第一采集圖像和所述第二采集圖像中對(duì)應(yīng)于所述目標(biāo)的相同位置的像素點(diǎn)在垂直方向坐標(biāo)相同。

其中，所述對(duì)所述第一采集圖像和所述第二采集圖像進(jìn)行處理，進(jìn)而獲得所述目標(biāo)對(duì)應(yīng)的所述深度圖像包括：計(jì)算所述第一采集圖像和所述第二采集圖像中對(duì)應(yīng)于所述目標(biāo)的相同位置的所述像素點(diǎn)在水平方向的偏移量；根據(jù)所述偏移量，利用計(jì)算公式獲得所述像素點(diǎn)的深度信息；根據(jù)所述第一采集圖像或所述第二采集圖像中所有像素點(diǎn)的深度信息獲得所述目標(biāo)對(duì)應(yīng)的所述深度圖像。

其中，所述計(jì)算公式為：Z＝f*t/δx，Z為所述像素點(diǎn)的所述深度信息；f為所述攝像機(jī)的焦距，所述IR攝像機(jī)或所述RGB攝像機(jī)的所述焦距在預(yù)先調(diào)整過程中調(diào)整為相同；t為兩個(gè)所述攝像機(jī)中心的距離；δx為相同位置的所述像素點(diǎn)在水平方向的所述偏移量。

當(dāng)選擇所述第二工作模式時(shí)，所述采集所述目標(biāo)的圖像信息，并對(duì)所述圖像信息進(jìn)行處理，進(jìn)而獲得所述目標(biāo)對(duì)應(yīng)的深度圖像包括：激光投影儀投影散斑至所述目標(biāo)，所述IR攝像機(jī)采集散斑圖像；將所述散斑圖像與預(yù)先采集的參考散斑圖像進(jìn)行處理，進(jìn)而獲得所述目標(biāo)對(duì)應(yīng)的所述深度圖像。

其中，所述激光投影儀投影散斑至所述目標(biāo)，所述IR攝像機(jī)采集散斑圖像之前包括：每間隔一段距離，選取一個(gè)參考平面；所述激光投影儀投影所述散斑至所述參考平面；所述IR攝像機(jī)采集所有所述參考平面上的參考散斑圖；

其中，所述激光投影儀投影散斑至所述目標(biāo)，所述IR攝像機(jī)采集散斑圖像之前還包括：調(diào)整所述激光投影儀與所述IR攝像機(jī)的位置，以使所述激光投影儀與所述IR攝像機(jī)保持預(yù)定距離且處于同一水平面。

其中，所述將所述散斑圖像與預(yù)先采集的參考散斑圖像進(jìn)行處理，進(jìn)而獲得所述目標(biāo)對(duì)應(yīng)的所述深度圖像包括：根據(jù)所述散斑圖像設(shè)置預(yù)設(shè)的紅外散斑區(qū)域，所述紅外散斑區(qū)域能遍歷整個(gè)所述散斑圖；根據(jù)所述紅外散斑區(qū)域和所述參考散斑圖搜尋各像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述紅外散斑區(qū)域的最近參考平面，并計(jì)算出所述各像素點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的所述紅外散斑區(qū)域與最近的所述參考平面的偏離值；根據(jù)所述偏離值及最近的所述參考平面的深度值計(jì)算出各個(gè)像素點(diǎn)的深度信息；根據(jù)所有像素點(diǎn)的所述深度信息獲得所述目標(biāo)對(duì)應(yīng)的所述深度圖像。

本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明能夠根據(jù)IR攝像機(jī)獲取的灰度圖像的亮度值反應(yīng)目標(biāo)所處場(chǎng)景的亮度，進(jìn)而選擇合適的圖像采集工作模式，進(jìn)而提高獲取目標(biāo)的深度圖像的準(zhǔn)確性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明獲取目標(biāo)深度圖像的方法一實(shí)施方式的流程示意圖；

圖2是第一工作模式流程示意圖；

圖3是第二工作模式流程示意圖；

圖4是獲取目標(biāo)深度圖像的裝置一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明獲取目標(biāo)深度圖像的方法一實(shí)施方式的流程示意圖，包括：

S101：IR攝像機(jī)獲取目標(biāo)的灰度圖像，根據(jù)灰度圖像的信息計(jì)算獲得灰度圖像的亮度值；

具體地，將IR攝像機(jī)獲得的的灰度圖像進(jìn)行直方圖處理，直方圖是圖像中每一灰度等級(jí)與其出現(xiàn)頻率之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，從直方圖可以獲得整幅圖像的亮度值，通過獲得的亮度值來衡量目標(biāo)所處的環(huán)境光亮度。在其他實(shí)施例中，還可以通過其他方式來衡量目標(biāo)所處的環(huán)境，本發(fā)明對(duì)此不作限制。

S102：根據(jù)亮度值選擇工作模式，若亮度值超過閾值，則選擇第一工作模式；若亮度值小于閾值，則選擇第二工作模式；

具體地，將灰度圖像的亮度值與閾值比較，若亮度值超過閾值，則選擇第一工作模式；若亮度值小于閾值，則選擇第二工作模式。在其他實(shí)施例中，為了更加準(zhǔn)確的獲得目標(biāo)的深度圖像信息，還可增加另外一個(gè)或者多個(gè)閾值，在每一個(gè)亮度區(qū)間范圍內(nèi)，均有相應(yīng)的工作模式。

S103：根據(jù)選擇的第一工作模式或者第二工作模式，采集目標(biāo)的圖像信息，并對(duì)圖像信息進(jìn)行處理，進(jìn)而獲得目標(biāo)對(duì)應(yīng)的深度圖像。

在一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景中，請(qǐng)參閱圖2，當(dāng)工作模式為第一工作模式時(shí)，如當(dāng)目標(biāo)處于室外或室內(nèi)強(qiáng)光環(huán)境下時(shí)，上述步驟S103具體為：

S201：對(duì)兩個(gè)攝像機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)；

具體為，對(duì)IR攝像機(jī)和RGB攝像機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)，或者兩個(gè)RGB攝像機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)；校準(zhǔn)內(nèi)容包括位置、夾角，以使第一采集圖像和第二采集圖像中對(duì)應(yīng)于目標(biāo)的相同位置的像素點(diǎn)在垂直方向坐標(biāo)相同；

S202：通過兩個(gè)攝像機(jī)同時(shí)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行圖像采集，分別獲取目標(biāo)對(duì)應(yīng)的第一采集圖像和第二采集圖像；

具體為，通過IR攝像機(jī)和RGB攝像機(jī)同時(shí)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行圖像采集，或者通過兩個(gè)RGB攝像機(jī)同時(shí)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行圖像采集，分別獲取目標(biāo)對(duì)應(yīng)的第一采集圖像和第二采集圖像；

S203：對(duì)第一采集圖像和第二采集圖像進(jìn)行處理，進(jìn)而獲得目標(biāo)對(duì)應(yīng)的深度圖像；

具體為，計(jì)算第一采集圖像和第二采集圖像中對(duì)應(yīng)于目標(biāo)的相同位置的像素點(diǎn)在水平方向的偏移量；根據(jù)偏移量，利用計(jì)算公式獲得像素點(diǎn)的深度信息；根據(jù)第一采集圖像或第二采集圖像中所有像素點(diǎn)的深度信息獲得目標(biāo)對(duì)應(yīng)的深度圖像。其中，上述計(jì)算公式為：Z＝f*t/δx，Z為像素點(diǎn)的深度信息；f為攝像機(jī)的焦距，IR攝像機(jī)或RGB攝像機(jī)的焦距在預(yù)先調(diào)整過程中調(diào)整為相同；t為兩個(gè)攝像機(jī)中心的距離；δx為相同位置的像素點(diǎn)在水平方向的偏移量。

在其他實(shí)施例中，也可進(jìn)一步對(duì)深度圖像和RGB攝像機(jī)獲取的彩色圖像進(jìn)行插值匹配，進(jìn)而獲得目標(biāo)對(duì)應(yīng)的三維彩色圖像。

在另一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景中，請(qǐng)參閱圖3，當(dāng)工作模式為第二工作模式時(shí)，如當(dāng)目標(biāo)處于室內(nèi)或者室外光線不強(qiáng)的環(huán)境下時(shí)，上述步驟S103具體為：

S301：對(duì)激光投影儀和IR攝像機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)；

具體為，調(diào)整激光投影儀與IR攝像機(jī)的位置，以使激光投影儀與IR攝像機(jī)保持預(yù)定距離且處于同一水平面。在本實(shí)施例中，激光投影儀的作用是投影紅外光至目標(biāo)，以使IR攝像機(jī)獲得目標(biāo)的紅外信息。其他實(shí)施例中，紅外光源也可為其他，本發(fā)明對(duì)此不作限定。

S302：激光投影儀投影散斑至目標(biāo)，IR攝像機(jī)采集散斑圖像；

S303：將散斑圖像與預(yù)先采集的參考散斑圖像進(jìn)行處理，進(jìn)而獲得目標(biāo)對(duì)應(yīng)的深度圖像。

具體為，根據(jù)散斑圖像設(shè)置預(yù)設(shè)的紅外散斑區(qū)域，紅外散斑區(qū)域能遍歷整個(gè)散斑圖；根據(jù)紅外散斑區(qū)域和參考散斑圖搜尋各像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的紅外散斑區(qū)域的最近參考平面，并計(jì)算出各像素點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的紅外散斑區(qū)域與最近的參考平面的偏離值；根據(jù)偏離值及最近的參考平面的深度值計(jì)算出各個(gè)像素點(diǎn)的深度信息；根據(jù)所有像素點(diǎn)的深度信息獲得目標(biāo)對(duì)應(yīng)的深度圖像。

其中，上述參考散斑圖像的獲得方法為：每間隔一段距離，選取一個(gè)參考平面；激光投影儀投影散斑至參考平面；IR攝像機(jī)采集所有參考平面上的參考散斑圖；參考平面可相對(duì)IR攝像機(jī)軸向運(yùn)動(dòng)。

請(qǐng)參閱圖4，圖4獲取目標(biāo)深度圖像的裝置一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，包括圖像采集模組401、激光投影儀402、處理器403、校準(zhǔn)模組404、存儲(chǔ)器405。

具體地，圖像采集模組401用于采集目標(biāo)的彩色信息和紅外信息，在本實(shí)施例中圖像采集模組101包括至少一個(gè)RGB攝像機(jī)和一個(gè)IR攝像機(jī)，在其他實(shí)施例中，攝像機(jī)的個(gè)數(shù)和種類可以為其他，本發(fā)明對(duì)此不作限制。

激光投影儀402用于向目標(biāo)投射紅外光，以使圖像采集模組101采集得到目標(biāo)的紅外信息。在其他實(shí)施例中，也可為其他類型的紅外光源。

處理器403用于控制圖像采集模組401和激光投影儀402的工作方式，并將圖像采集模組401采集到的彩色信息和紅外信息進(jìn)行處理，以得到目標(biāo)的深度圖像。

校準(zhǔn)模組404用于在采集圖像前預(yù)先校準(zhǔn)激光投影儀402和圖像采集模組401的距離。

存儲(chǔ)器405用于存儲(chǔ)激光投影儀402的參考散斑圖像、圖像采集模組401采集的目標(biāo)的彩色信息和紅外信息以及處理器403處理得到的目標(biāo)的深度圖像。

下面，將詳細(xì)說明處理器403的工作流程。處理器403包括判斷模塊4031、控制模塊4032、計(jì)算模塊4033、獲取模塊4034。首先在激光投影儀402開啟前，判斷模塊4031判斷圖像采集模組401中IR攝像機(jī)采集到的目標(biāo)的原始圖像的亮度值與閾值的大小，若亮度值低于閾值，則輸出第一信號(hào)至控制模塊4032，控制模塊4032控制圖像采集的方式為IR攝像機(jī)與激光投影儀402聯(lián)用采集目標(biāo)的紅外信息；否則，輸出第二信號(hào)至控制模塊4032，控制模塊4032控制圖像采集的方式為兩個(gè)RGB攝像機(jī)同時(shí)采集，或者一RGB相機(jī)與IR攝像機(jī)同時(shí)采集。待圖像采集模組401采集圖像完畢后，計(jì)算模塊4033開始計(jì)算圖像的所有像素點(diǎn)的深度信息，并將上述深度信息傳遞至獲取模塊4034；獲取模塊4034根據(jù)上述所有像素點(diǎn)的深度信息獲得目標(biāo)對(duì)應(yīng)的深度圖像，該深度圖像即為最終輸出的目標(biāo)的深度圖像。

綜上所述，區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明能夠根據(jù)IR攝像機(jī)獲取的灰度圖像的亮度值反應(yīng)目標(biāo)所處場(chǎng)景的亮度，進(jìn)而選擇合適的圖像采集工作模式，進(jìn)而提高獲取目標(biāo)的深度圖像的準(zhǔn)確性。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。