[发明专利]一种用于结构光的3D重建方法和系统

权利要求书

1.一种用于结构光的3D重建方法，其特征在于，包括：

对摄像头与投影器进行标定，得到投影器内参、摄像头内参以及摄像头与投影器关系的外参；

采用所述投影器以及所述摄像头对目标物体进行图像采集，得到自然图像、投影器图案以及带图案投影图像；

提取所述自然图像中的第一目标区域ROI以及第一目标区域ROI的边界，并对所述第一目标区域ROI进行粗略稀疏重建，得到所述第一目标区域ROI的稀疏深度图，具体的：

对连续的所述自然图像进行快速目标运动跟踪，得到目标区域；

分割所述目标区域，并调整和扩展所述目标区域得到第五目标区域ROI；

根据摄像头内参对所述第五目标区域ROI校准，得到所述第一目标区域ROI以及所述第一目标区域ROI边界；

对所述第一目标区域ROI进行局部特征提取，得到所述第一目标区域ROI的局部特征；

查找是否存在与所述局部特征相匹配的历史帧，若存在，则将计算当前帧所述局部特征到对应历史帧局部特征的运动向量；

根据所述当前帧所述局部特征到对应历史帧局部特征的运动向量估计当前帧局部特征点的深度，得到所述第一目标区域ROI的稀疏深度图；

将所述第一目标区域ROI的稀疏深度图转换成目标区域稀疏点云图，对所述目标区域稀疏点云图稠密化处理，得到目标区域稠密图，根据所述目标区域稠密图确定目标区域稠密视差图的视差范围；

采用所述投影器内参对所述投影器图案校准并得到第二目标区域ROI；

采用所述带图案投影图像以及目标区域ROI边界得到第三目标区域ROI；

通过所述摄像头内参对第三目标区域ROI进行校准，得到第四目标区域ROI；

根据所述视差范围对所述第二目标区域ROI以及所述第四目标区域ROI进行匹配，得到目标区域ROI稠密深度图。

2.根据权利要求1所述的一种用于结构光的3D重建方法，其特征在于，根据所述视差范围对所述第二目标区域ROI以及所述第四目标区域ROI进行匹配具体为：

将所述第二目标区域ROI与所述第四目标区域ROI中对应的像素点在所述视差范围内进行匹配。

3.根据权利要求1所述的一种用于结构光的3D重建方法，其特征在于，在将所述视差范围对所述第二目标区域ROI以及所述第四目标区域ROI进行匹配之后还包括：

对匹配后得到的图像进行全局优化；

对全局优化后的图像进一步进行去噪声以及填补像素点空缺处理。

4.根据权利要求1所述的一种用于结构光的3D重建方法，其特征在于，采用所述投影器以及所述摄像头对目标物体进行图像采集，得到自然图像、投影器图案以及带图案投影图像具体为：

打开所述摄像头，打开所述投影器，得到所述带图案投影图像；关掉所述投影器，得到所述自然图像；所述投影器图案为已知的。

5.根据权利要求1所述的一种用于结构光的3D重建方法，其特征在于，采用所述投影器以及所述摄像头对目标物体进行图像采集，得到自然图像、投影器图案以及带图案投影图像具体为：

打开所述摄像头，打开所述投影器，得到所述带图案投影图像；对所述带图案投影图像去投影图像处理，得到所述自然图像；所述投影器图案为已知的。