[发明专利]立体视觉系统的增强方法及立体视觉系统

说明书

本发明提供了一种立体视觉系统的增强方法及立体视觉系统，立体视觉系统拍摄的被主动照明的多个第一红外图像，所述第一红外图像中包含阵列分布的光斑；然后依次采用低通滤波和高通滤波去除尺寸小于或等于光斑尺寸的边缘或纹理并恢复尺寸大于光斑尺寸的边缘或纹理得到第三红外图像，从而在不增加任何额外硬件的情况下，获得不包含光斑纹理的红外图像且不增加新的遮挡点，采用所述第三红外图像及多个所述第一红外图像可以得到稳健深度图像，以提高立体视觉系统的稳健性。

技术领域

本发明涉及视觉图像处理技术领域，尤其涉及一种立体视觉系统的增强方法及立体视觉系统。

背景技术

双目立体视觉(Binocular Stereo Vision)是机器视觉的一种重要形式，它是基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取视觉场景的两幅图像，通过计算图像对应点间的位置偏差，来获取物体三维几何信息的方法。双目立体视觉融合两只“眼睛”获得的原始图像并观察它们之间的差别，可以获得明显的深度感，建立特征间的对应关系，将同一空间物理点在不同图像中的映像点对应起来，通过这个差别可以得到视差(Disparity)图像。

双目立体视觉根据光源的不同可以分别主动立体视觉(主动提供光源)及被动立体视觉(借助环境光)，其中主动立体视觉通过增加伪随机模式的光源(点阵激光红外光源)对场景进行纹理化，以弥补被动立体视觉在重复纹理或者弱纹理场景的不足，伪随机模式的光源增强了场景的纹理，降低了立体匹配算法的复杂度，提高了深度图像的精度。

为了增强主动立体匹配的稳健性，通常还需要一对或一幅“干净”的红外图像，即不包含伪随机模式光源照明产生的光斑纹理的红外图像，现有的获取“干净”的红外图像的方法通常是增加一个可见光摄像头和陷波滤波器或增加一个红外摄像头和一个红外泛光灯，但是这两种方法一方面增加了系统成本，一方面增大了系统尺寸，还会因为三个摄像头的视差原因，导致场景中更多的信息被遮挡(不被三个摄像头同时可见)，以至于不能被立体匹配算法正确处理，导致得到的深度图不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种立体视觉系统的增强方法及立体视觉系统，在不增加任何额外硬件的情况下，能够获得“干净”的红外图，并且不会增加新的遮挡点。

为了达到上述目的，本发明提供了一种立体视觉系统的增强方法，包括：

获取一立体视觉系统拍摄的被主动照明的多个第一红外图像，所述第一红外图像中包含阵列分布的光斑；

对至少一个所述第一红外图像进行低通滤波以去除所述第一红外图像中尺寸小于或等于光斑尺寸的边缘或纹理并形成第二红外图像；

对所述第二红外图像进行高通滤波以恢复所述第二红外图像中尺寸大于光斑尺寸的边缘或纹理并形成第三红外图像；

根据所述第三红外图像及多个所述第一红外图像得到稳健深度图像。

可选的，所述低通滤波包括加权均值滤波，所述高通滤波包括差分滤波。

可选的，根据所述第三红外图像及多个所述第一红外图像得到稳健深度图像的步骤包括：

利用多个所述第一红外图像构建立体匹配的代价函数；

利用所述第三红外图像构建立体匹配的代价函数的正则化项；

通过立体匹配的代价函数及其正则化项共同定义立体匹配的能量函数，通过求解每个像素点的能量函数的最小值得到每个像素点的视差值，以得到原始深度图像。

可选的，获取所述原始深度图之后，所述立体视觉系统的增强方法还包括：

利用所述第三红外图作为权值图进行保边滤波，其中，所述保边滤波包括联合加权均值滤波、双边滤波、导向滤波或加权中值滤波中的任一种。