[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

说明书

一单目深度图像采集装置和系统及其图像处理方法，其中所述单目深度图像采集系统包括：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。

技术领域

本发明涉及图像采集及图像处理领域，更进一步，涉及一单目深度图像采集装置和系统及其图像处理方法。

背景技术

随着光学测量技术以及计算机视觉的发展，光学三维测量技术逐渐成熟，已逐渐应用于手势控制、3D建模、汽车雷达以及机器人视觉系统等领域，也成为当前光学领域中的研究热点。

红外散斑单目深度技术是诸多光学三维测量技术中表现较为突出的一种技术。其基本原理是红外投射器发射出固定编码的红外光由被测物体反射后被红外相捕获，由此可计算得出被测物体与红外散斑单目深度相机的距离。与其它光学三维测量技术相比，红外散斑单目深度技术具有计算量小、实时性强、精度高等优点。

但是基于传统单目深度图像采集的基本原理，现有的红外散斑单目深度相机采集的图像都是灰度图像，并不是彩色图像。也就是说，这种方式得到的图像并不能像通常的平面图像一样通过彩色图像再现被测物体。这种方式虽然获得深度信息，具有空间立体感，但是损失了色彩信息，得到的图像的分辨率较低，图像的清晰度较差。这种效果使得用户体验较差，因此也限制了红外散斑单目深度相机的应用范围。

另一方面，传统的红外散斑单目深度图像中通常含有孔洞，图像质量较差。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一单目深度图像采集装置和系统及其图像处理方法，其中单目深度图像采集系统采集单目深度图像和RGB图像，并且将单目深度图像和RGB图像进行融合，形成彩色单目深度图像。

本发明的一个目的在于提供一单目深度图像采集装置和系统及其图像处理方法，其中所述单目深度图像采集装置包括至少一彩色成像单元，以便于采集RGB图像。

本发明的一个目的在于提供一单目深度图像采集装置和系统及其图像处理方法，其中所述单目深度图像采集系统包括一红外成像单元和一散斑投身单元，以便于相互配合采集得到深度图像。

本发明的一个目的在于提供一单目深度图像采集装置和系统及其图像处理方法，其中在图像处理的过程中，先对采集到的单目深度图像和RGB图像分别进行处理，从而提高单目深度图像和RGB图像合成的精度。

本发明的一个目的在于提供一单目深度图像采集装置和系统及其图像处理方法，其中所述单目深度图像融合了RGB图像信息，提高了单独深度图像的分辨率，提高了图像的清晰度。

本发明的一个目的在于提供一单目深度图像采集装置和系统及其图像处理方法，其中所述RGB图像补充单目深度图像，形成彩色单目深度图像，减少了传统的红外散斑单目深度图像中的孔洞。

本发明的一个目的在于提供一单目深度图像采集装置和系统及其图像处理方法，其中通过补值、去飞点、去噪、边缘检测等技术提高了红外散斑单目深度图像的分辨率，极大地提高了融合后的RGB-D图像的清晰度。

为了实现以上至少一目的，本发明一方面提供一单目深度图像采集系统，其包括：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。

根据一些实施例，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。