[发明专利]深度图像的获取方法及装置、单目散斑结构光系统

说明书

本申请提供一种深度图像的获取方法及装置、单目散斑结构光系统。深度图像的获取方法，应用于单目散斑结构光系统中的图像处理设备，所述单目散斑结构光系统中还包括散斑投射器和相机，所述散斑投射器用于在被拍摄物体上投射散斑，所述相机用于采集所述被拍摄物体的散斑图像；所述获取方法包括：获取所述相机当前采集的场景散斑图像；基于预先存储的参考散斑图像和预设的变形函数确定所述场景散斑图像的各个像素点的视差；所述变形函数用于描述场景散斑图像相较于所述参考散斑图像的变形；基于所述场景散斑图像的各个像素点的视差确定所述场景散斑图像对应的深度图像。该方法用以实现深度图像的有效且准确的获取。

技术领域

本申请涉及图像处理技术领域，具体而言，涉及一种深度图像的获取方法及装置、单目散斑结构光系统。

背景技术

在单目散斑结构光系统中，先预存一张已知位置的散斑图像作为参考图像，在实际应用时，任意场景的散斑图像与该参考图像进行同名点的匹配，从而获得视差，基于视差可以获取对应的深度图像。

但是，针对被拍摄面形状较为复杂的结构光，如果深度方向具有较大落差时，或被拍摄面的法线方向与光轴方向接近时，不能准确地确定视差，或者不能确定视差，进而无法实现深度图像的有效和准确的获取。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种深度图像的获取方法及装置、单目散斑结构光系统，用以实现深度图像的有效且准确的获取。

第一方面，本申请实施例提供一种深度图像的获取方法，应用于单目散斑结构光系统中的图像处理设备，所述单目散斑结构光系统中还包括散斑投射器和相机，所述散斑投射器用于在被拍摄物体上投射散斑，所述相机用于采集所述被拍摄物体的散斑图像；所述获取方法包括：获取所述相机当前采集的场景散斑图像；基于预先存储的参考散斑图像和预设的变形函数确定所述场景散斑图像的各个像素点的视差；所述变形函数用于描述场景散斑图像相较于所述参考散斑图像的变形；基于所述场景散斑图像的各个像素点的视差确定所述场景散斑图像对应的深度图像。

在本申请实施例中，对现有技术无法有效且准确地获取深度图像的原因进行分析：被拍摄曲面较复杂时，场景图像相较于参考图像具有较大的变形，导致获取的视差不准确，或者无法获取视差，进而无法实现深度图像的有效且准确的获取。基于该分析，通过预设的用于描述场景散斑图像相较于参考散斑图像的变形的变形函数对场景散斑图像的各个像素点的视差进行获取，在加入变形函数之后，避免由于图像的变形所导致的视差无法获取或者无法准确获取，实现准确且有效地确定视差，进而能够准确且有效地获取深度图像。

作为一种可能的实现方式，所述基于所述参考散斑图像和预设的变形函数确定所述场景散斑图像的各个像素点的视差，包括：基于所述变形函数选取待获取值的变形参数；针对所述场景散斑图像的指定像素点，通过所述参考散斑图像的所述指定像素点对应的像素点的坐标和所述变形参数确定所述指定像素点的坐标；基于预设的匹配函数、所述指定像素点的坐标、所述指定像素点对应的像素点的坐标、所述指定像素点的邻域窗口、所述指定像素点对应的像素点的邻域窗口获取所述变形参数的值；根据所述变形参数的值确定所述指定像素点的视差。

在本申请实施例中，在确定各个像素点的视差时，首先可以根据变形函数选取待获取值的变形参数；然后通过参考散斑图像和场景散斑图像在匹配时的相关信息(包括相应的像素点坐标、相应的邻域窗口、预设的匹配函数)，实现变形参数的值的有效且准确的获取；在变形参数的值获取之后，指定像素点的视差也可以对应确定，进而实现有效且准确地确定像素点视差。

作为一种可能的实现方式，所述基于预设的匹配函数、所述指定像素点的坐标、所述指定像素点对应的像素点的坐标、所述指定像素点的邻域窗口、所述指定像素点对应的像素点的邻域窗口获取所述变形参数的值，包括：基于预设的匹配函数、所述指定像素点的坐标、所述指定像素点对应的像素点的坐标、所述指定像素点的邻域窗口、所述指定像素点对应的像素点的邻域窗口和预设的非线性迭代算法获取所述变形参数的值。