[发明专利]用于距离成像系统的实时动态参考图像产生

说明书

技术领域

本发明总体上涉及计算机视觉领域，更具体地涉及用于距离成像系统的动态参考图像产生。

背景技术

计算机视觉是与从图像获取信息相关的科学学科。在许多计算机视觉应用中的一个重要的任务是在特定应用感兴趣的对象和特定应用不感兴趣的背景对象之间进行区分。用于处理这个问题的一种公知手段是背景减除，其中，从每一个输入图像减去参考图像，以便消除对于输入图像和参考图像公共的所有对象。如果被成像系统记录的背景保持不变，即，如果背景不包含对于进入场景、退出场景和在场景内移动敏感的对象(诸如交通监视系统中的停泊的汽车)，并且如果照明条件保持相同(对于室外图像序列通常不是这样)，则这种手段作用良好。

如果背景可能有改变，则必须采取措施来动态地更新参考图像。在文章“A practical approach to real-time dynamic background generation based on a temporal median filter”(by B.Shoushtarian et al.，Journal of Sciences，Islamic Republic of Iran 14(4)，2003，pp.351-362)中，作者提供了基于时间中值滤波器的实时动态背景产生算法，该滤波器使用指数加权移动平均(EWMA)滤波。该文章的算法使用参考图像，在逐个像素的基础上将参考图像与进入的图像作比较。如果进入的图像的给定像素的像素值保持不变(在容差范围内)达到特定的时间，则假定该像素值是背景的一部分，并且将该值复制到参考图像。

距离图像是一种图像，其中，每一个像素(图像元素)包含与从成像器系统至被成像到特定像素上的场景的一部分的距离对应的距离值。参考距离图像的像素包含参考图像值。如在2D成像的情况下那样，如果场景的背景不变，则距离成像中的背景减除是简单的。在该情况下，可以使用空场景的不变的参考图像来去除背景。这种手段的问题是场景的背景必须在计算机视觉系统的生命周期上保持不变；否则，该系统的输出可能是错误的。虽然在实验室或工业环境中可以证明不变的背景的假设是正确的，但是它通常不适用于在自由地可访问的区域中安装的系统。

技术问题

本发明通过提出一种用于产生动态参考距离图像的方法来处理可变图像背景的问题。在权利要求1中定义了该方法。在从属方法权利要求中定义了可以在计算机程序或距离相机中实现的该方法的优选实施例。

发明内容

根据本发明，所述动态参考距离图像产生方法包括：提供要动态更新的参考距离图像，所述参考距离图像由像素构成，每一个像素包含参考距离值。进一步提供获取的距离图像，所述获取的距离图像由像素构成，所述获取的距离图像的每个像素在所述参考距离图像中具有对应的像素，并且包含测量的距离值，所述测量的距离值以预定速率被更新。换句话说，在此假定所述获得的距离图像对应于当前帧。如果在包含无效的测量距离值的所述获取的距离图像中存在像素，则这样的像素因此被标注。将未被标注为包含无效的测量距离值的、所述获取的距离图像的每一个像素的测量的距离值与所述参考距离图像的所述对应的像素的所述参考距离值作比较。如果在下述情况下，则所述参考距离图像的那个像素的所述参考距离值被例如更新为所述测量的距离值或所述测量的距离值和一个或多个先前测量的距离值的平均值，

a)所述测量的距离值被认为小于所述参考距离值，并且保持基本上不变达到第一时间段，或者

b)所述测量的距离值被认为大于所述参考距离值，并且保持基本上不变达到比所述第一时间段小的第二时间段。

如果条件a)和b)都未被满足，则替代地将保持所述参考距离值基本上不变。

技术人员将意识到，所述方法提供了用于根据所述获取的图像的所述对应的像素的所述测量的距离值是小于还是大于所述存储的参考距离值而更新所述参考距离图像的像素的不同条件。如果所述当前的测量距离小于所述参考距离，则在场景的前景中存在对象。如果所述当前的测量距离大于所述参考距离，则去除属于所述参考图像的对象。根据所述方法，当先前稳定的对象消失(使得在所述对应的像素中测量较大的距离)时比当对象出现(使得在所述对应的像素中测量较小的距离)时更快地更新所述参考图像。可以将所述第二时间段，即，在测量距离值大于所述参考距离值的情况下用于更新参考距离值的等待时间段，可以被设置为小于帧时间段，使得所述更新在该情况下是即时的。