[发明专利]单目深度图像采集装置和系统及其图像处理方法

权利要求书

1.一单目深度图像采集系统，其特征在于，包括：

一红外成像单元；

一深度转换单元；

一散斑投射单元；

一彩色成像单元；和

一控制单元，其中所述散斑投射单元用于投射红外光，所述红外成像单元接收反射的红外光，得到红外图像信息，所述深度转换单元将所述红外图像信息转换为单目深度图像信息，所述彩色成像单元采集RGB图像，所述控制单元将所述RGB图像和所述单目深度图像融合得到彩色单目深度图像。

2.根据权利要求1所述的单目深度图像采集系统，其中所述控制单元对所述单目深度图像去飞点处理。

3.根据权利要求1所述的单目深度图像采集系统，其中所述控制单元对所述RGB图像进行去噪处理后，将所述RGB图像和所述单目深度图像融合。

4.根据权利要求1所述的单目深度图像采集系统，其中所述控制单元被设置有至少一输出接口，以便于通信连接一电子设备，向所述电子设备输出所述彩色深度图像。

5.根据权利要求1所述的单目深度图像采集系统，其中所述控制单元向所述红外成像单元、所述彩色成像单元、所述散斑投射单元传送控制信号，以控制所述红外成像单元，所述散斑投射单元以及所述彩色成像单元的工作。

6.根据权利要求1所述的单目深度图像采集系统，其中所述控制单元向所述红外成像单元、所述彩色成像单元、所述散斑投射单元传送同步信号，以同步所述红外成像单元、所述彩色成像单元以及所述散斑投射单元。

7.根据权利要求1至6任一所述的单目深度图像采集系统，其中所述控制单元在图像融合的过程中，对单目深度图像中丢失深度信息的像素点赋深度初始值。

8.根据权利要求7所述的单目深度图像采集系统，其中对单目深度图像中丢失深度信息的像素点赋初始值的方式为取其周围像素点的深度均值作为其深度值。

9.根据权利要求1至6任一所述的单目深度图像采集系统，其中所述控制单元在融合图像的过程中，将单目深度图像和RGB图像整合得到一整幅图像，将整幅图像分解为有限个图像块(每个图像块大小为m×m)，根据公式找出距离图像块P_r最近的k-1个图像块，其中，I_r和D_r分别是像素块P_r的RGB和深度信息，是平均深度，α和β分别是色彩和深度的权重。

10.根据权利要求9所述的单目深度图像采集系统，其中所述控制单元在融合图像的过程中，将图像块P_r及这k-1个图像块按列排放构成图像块矩阵假设是的理想矩阵，对彩色图像和单目深度图像中的物体边缘进行检测得到图像块的RGB-D结构关系，使用抛物线回归模型估算出矩阵的秩r。

11.根据权利要求10所述的单目深度图像采集系统，其中所述控制单元在融合图像的过程中，根据r的值可对矩阵进行分解：对使用变更算法得到子矩阵A和B，其中W是掩码矩阵，丢失信息的元素位为0，其余元素为1。

12.根据权利要求11所述的单目深度图像采集系统，其中所述控制单元在图像融合的过程中，将矩阵A和B相乘得到其各列即为k个图像块对应的深度。

13.根据权利要求12所述的单目深度图像采集系统，其中所述控制单元在图像融合的过程中，对每个像素p，取覆盖p的所有图像块的深度均值作为该像素的深度，由此得到整幅图像的深度图。

14.一单目深度图像处理方法，其特征在于，包括步骤：

(A)采集至少一RGB图像；

(B)采集至少一单目深度图像；和

(C)融合所述RGB图像与所述单目深度图像形成一彩色深度图像。