[发明专利]三维成像中的人工痕迹消除

说明书

相关专利申请

本专利申请要求对下列共同拥有的美国临时专利申请的优先权， 其中每项临时专利申请均以引用方式全文并入本文：提交于2005年 9月22日的美国专利申请No.60/720,238；提交于2006年1月20 日的美国专利申请No.60/760,902；以及提交于2006年2月22日的 美国专利申请No.60/775,643。

背景技术

1.技术领域

本发明涉及三维扫描，更具体地讲，涉及有关处理三维数据偏差 中人工痕迹的技术。

2.相关领域描述

三维成像的数据采集通常包括人工痕迹，这些人工痕迹与(例如) 成像主体、环境条件以及用于数据采集的光学和电子系统的固有特性 有关。

普通校正技术可能通过直接测量已知靶标，以及对成像系统的不 理想方面进行数学建模来表征这些误差。建模技术一个明显的弊端是： 它会造成特征化困难并可能无法找到成像人工痕迹的实际根源。相反， 强力校正可能耗费大量时间，并且通常需要专业化的、灵敏的硬件平 台。强力校正还会生成非常大的校正文件，对三维成像中使用的多维 数据集来说更是如此。在这些现有可选技术中选择哪一种，通常取决 于被校正系统的特性，并且往往迫使设计者做出一定程度的妥协。在 多孔装置和具有一个以上光学通道的其它系统中，选择合适的校正机 制可能会更加困难，原因是每个通道会具有影响校正的不同特性。

仍然需要改进校正技术，以适合具有一个以上光学通道的光学装 置，诸如多孔成像系统。

发明内容

通过使用基于模型的校正和查找表，根据(例如)x位移、y位 移和/或成像视差数据来分辨深度，可以改善三维成像系统的性能及其 校正。在实施例中，查找表存储用于计算校正的结果的局部参数化数 据。

附图说明

通过参考下列附图可以理解本发明及其某些实施例的以下具体实 施方式。

图1示出三维成像系统。

图2示出三维成像系统的坐标系。

图3示出查找表的构造方法及使用方法。

图4示出校正方法的各个方面。

图5示出校正方法的各个方面。

具体实施方式

下面描述一种用于校正三维成像系统的技术。尽管查找表和校正 技术是结合某些使用视差信息复原深度的多孔系统来进行描述的，但 应当理解的是，变化和可供选择的实施例对于本领域的普通技术人员 来说应该是显而易见的，并且从本意上说属于本公开范围之内。例如， 系统可以使用时间、空间频谱差值或任何其它标准，只要适合编制和 检索在深度编码和校正计算中使用的参数。

在下列描述中，术语“图像”通常是指一组二维像素，该组二维 像素形成主体在成像平面内的二维视图。术语“图像集”通常是指一 组关联的二维图像，这组图像能够被转化成三维数据。尽管并不一定， 图像集通常包括主体的两个或更多个图像，这些图像基本上是用不同 的摄像机或孔同时捕获，或者是用相同的孔多次捕获到的。术语“点 云”通常是指一组形成主体三维视图的三维点，主体由大量二维视图 重构而成。在三维图像捕获系统中，也可以记录大量这类点云并将其 合并到移动摄像机(或移动主体)捕获的图像所构成的点云聚集体中。 因此，应当理解，除非具体指明或从上下文可以清楚地看出，像素通 常是指二维数据，点通常是指三维数据。

图1示出图像捕获系统。通常，系统100可以包括扫描器102， 该扫描器用于在视场106范围内捕获主体104的图像并将图像发送 到计算机108，该计算机可以包括显示器110和一个或多个用户输入 装置，诸如鼠标112或键盘114。