[发明专利]深度相机高动态范围深度图与灰度图的融合方法及装置

权利要求书

1.一种深度相机高动态范围深度图与灰度图的融合方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：设置高、低倍曝光参数；所述高倍曝光参数用于拍摄远距离对象，所述低倍曝光参数用于拍摄近距离对象；

S2：对所述高倍曝光参数进行距离标定；所述低倍曝光参数测量距离按照所述高倍曝光参数标定获得的高倍标定曲线进行解算，获得解算距离；使用多项式拟合或者样条插值的方式补偿所述解算距离与真实距离之间的误差；

S3：采用所述高、低倍曝光参数对同一场景进行拍摄；交替输出高倍图像帧和低倍图像帧；所述高倍图像帧包括高倍深度图和高倍灰度图；所述低倍图像帧包括低倍深度图和低倍灰度图；

S4：对所述高倍图像帧与所述低倍图像帧进行有效像素点统计、过曝点判断以及掉帧判断；

S5：对所述高倍深度图与相邻帧的所述低倍深度图进行融合，依据所述高、低倍深度图中相应有效像素点的深度值对应的灰度值的线性区间范围进行所述有效像素点深度值融合，获得融合后的深度图；

S6：对所述高倍灰度图和相邻帧的所述低倍灰度图进行融合，高、低倍灰度图中相应有效像素点的灰度值，采用比例融合的方式融合；得到融合后的灰度图；

S7：对所述融合后的灰度图进行非线性关系变换，得到最终融合后的灰度图。

2.根据权利要求1所述的一种深度相机高动态范围深度图与灰度图的融合方法，其特征在于，所述S5对所述有效像素点深度值融合，获得融合后的深度图，包括：

1)若所述高、低倍深度图中相应所述有效像素点的深度值对应的相应灰度值均在所述线性区间范围内，则融合后所述有效像素点的深度值等于高、低倍深度图中相应所述有效像素点的深度值的平均值；

2)若所述高、低倍深度图中相应所述有效像素点的深度值对应的相应灰度值均不在所述线性区间范围内，则融合后所述有效像素点的深度值等于靠近所述线性区范围的灰度值对应的所述高倍深度图或是低倍深度图中相应所述有效像素点的深度值；

3)若所述高、低倍深度图中相应所述有效像素点深度值对应的相应灰度值只有一个所述灰度值在所述线性区间范围内，则融合后所述有效像素点的深度值等于在所述线性区范围内的灰度值对应的所述高倍深度图或是所述低倍深度图中相应所述有效像素点的深度值。

3.根据权利要求1所述的一种深度相机高动态范围深度图与灰度图的融合方法，其特征在于：所述S5中所述灰度值的线性区间范围通过测试获得。

4.根据权利要求1所述的一种深度相机高动态范围深度图与灰度图的融合方法，其特征在于，所述S6中获得融合后的灰度图，包括：

1)若所述高倍灰度图中存在所述过曝点，所述过曝点的灰度值按照比例关系式进行换算，换算之后的灰度值和低倍灰度图中相应的像素点灰度值采用比例融合的方式进行融合，得到融合后的灰度图；

所述过曝点的灰度值按照比例关系式进行换算的公式为：

式中，低倍灰度图像素点灰度值、以及高、低倍曝光参数已知。

5.根据权利要求4所述的一种深度相机高动态范围深度图与灰度图的融合方法，其特征在于，所述S6中获得融合后的灰度图，还包括：

对所述融合后灰度图的范围按照压缩公式压缩至有效的灰度范围内；得到压缩后灰度图。

所述压缩公式表示为：*pIr1＝*pIr1*n/pIr1_max

其中，其中*pIr1为压缩灰度图的像素灰度值，pIr1_max融合后灰度图的最大像素灰度值，n为压缩后灰度图的最大值。

6.根据权利要求1所述的一种深度相机高动态范围深度图与灰度图的融合方法，其特征在于，所述采用比例融合方式为采用融合比例关系进行融合，所述融合比例关系为：

IR(i)＝a*IR_L(i)+b*IR_H(i)

其中，a＝1-b,b为融合系数，IR(i)表示融合后的灰度图上第i个像素点的灰度值，IR_L(i)表示低倍灰度图上第i个像素点的灰度值，IR_H(i)表示高倍灰度图上第i个像素点的灰度值。