[发明专利]一种RGB-D配准精度测试方法及设备

说明书

本发明公开了一种RGB‑D配准精度测试方法及设备，克服了现有技术配准、去畸变运算且测试数据庞杂导致的计算资源浪费、测试难度高的问题，包括获取拍摄对象平面孔洞测试卡配准后的深度图和配准后的彩色图；提取深度图和彩色图图像上的孔洞；根据孔洞的结构特点进行拟合，获取孔洞特征点，提取轮廓中心或顶点作为特征点的坐标；计算深度图和彩色图在每个孔洞特征点上的坐标的差异，计算当前配准值，当前配准值与配准精度成反比。本发明采用直接在配准后的深度图上提取特征点的方式，更直接，因此更有效，同时输出水平、垂直方向上的像素差异，对精度的描述更直观，简化计算过程和需要处理的数据量。

技术领域

本发明涉及图像数据处理技术领域，尤其是涉及一种RGB-D配准精度测试方法及设备。

背景技术

RGB-D配准是RGB-D相机的应用中的常用功能，而配准精度是RGB-D相机性能评价的一个重要指标，直接决定了基于RGB-D相机的应用开发效果，如在人脸三维重建上，如果配准精度低，无法在正确三维位置贴上人脸的颜色和纹理，如将眼睛的颜色贴到了嘴巴的位置上，则整个人脸重建失败，类似的应用还有对象检测与识别、定位与建图等。配准精度由两方面决定，一是深度相机的测距精度，二是RGB-D相机中RGB相机与Depth相机的（双目相机）标定精度，一般精度高的价格也越高。因此，需要一种精度测试方法，一方面用于评价相机的性能，另一方面作为开发者相机选型的指导。如三维重建对配准精度要求高，而对象检测对精度要求低，通过配准精度的数值结果，应用开发人员可以选择出性价比最高的相机。同时，RGB相机与Depth相机的双目相机标定算法也需要通过配准精度来测试其性能。然而现有配准测试方法无法直接获取匹配特征点，除配准计算所需的彩色和深度图外还需要采集其他信号的图像；在测试过程中需要额外的配准计算，需要使用相机内参和外参进行去畸变和坐标映射，采集与计算过程繁杂。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种图像对齐精度的检测方法及装置，设备，存储介质”，其公告号CN110378971A，所述方法包括：获取被检测设备对检测设备中的测试图案的拍摄结果，其中，所述拍摄结果包括：红外IR图像、彩色RGB图像和深度图像，所述测试图案上有预先设置的特征点；根据所述IR图像中的特征点和所述深度图像，确定所述IR图像中的特征点映射到RGB像素坐标系中的三维坐标；根据所述RGB图像中的特征点的坐标和所述IR图像中的特征点映射到RGB像素坐标系中的三维坐标，确定所述被检测设备的图像对齐精度。配准误差定义为深度图与彩色图匹配点的三维坐标差异，匹配点的获得有直接方法，即在深度图上直接提取特征点，也有间接方法，该方法属于间接方法。该方法需要获取IR图像，仅部分RGB-D相机具有IR图像，并对用户提供，测试人员可能获取不到；获取彩色和深度相机带畸变参数的内参及两相机的外参，仅部分RGB-D相机具有带畸变参数的内参及外参，并对用户提供，测试人员可能获取不到；需要进行去畸变、坐标映射等图像处理计算，RGB-D相机提供的图像一般是去除畸变后的，难以获得畸变图像，计算复杂，测试人员可能无法实现，同时坐标映射即是配准运算，因此现有方法在去畸变、坐标映射上等主要计算上均与测试对象重复，严重浪费计算资源，并提高了测试难度；需要能发出可见光或红外光的背光板照明，增加了检测设备的获得难度；精度定义为三维坐标差，测试工程师对配准精度关注更多的是水平和垂直方向的二维像素差，因此三维坐标差异不直观、实用。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的配准、去畸变运算且测试数据庞杂导致的计算资源浪费、测试难度高的问题，提供一种RGB-D配准精度测试方法及设备，直接在配准后的深度图上提取特征点，不同于现有技术间接地获取深度图与彩色图对应特征点，更直接，因此更有效，同时输出水平、垂直方向上的像素差异，对精度的描述更直观，简化了计算过程和需要处理的数据量。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种RGB-D配准精度测试方法，其特征是，包括以下步骤：

S1、获取拍摄对象平面孔洞测试卡配准后的深度图和配准后的彩色图；

S2、提取深度图和彩色图图像上的孔洞；