结构光深度数据空间分辨率的提升方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种结构光深度数据空间分辨率的提升方法及装置。其中，该方法包括：采集多张投影条纹图像，其中，多张投影条纹图像是对预设物体表面的投影条纹进行拍摄得到的多张条纹图像；对多张投影条纹图像进行相位分析，得到多组相位数据；根据多组相位数据，提升与预设物体表面对应的结构光深度数据空间分辨率，以得到提升空间分辨率的结构光深度数据。本发明专利技术解决了相关技术中无法提升结构光深度数据的空间分辨率的技术问题。

Method and device for improving spatial resolution of structured light depth data

The invention discloses a method and a device for improving the spatial resolution of structured light depth data. Among them, the method includes: acquiring multiple projection fringe images, in which multiple projection fringe images are obtained by taking projection fringe images on the preset object surface; analyzing the phase of multiple projection fringe images to obtain multiple phase data; lifting and preset objects according to multiple phase data. The spatial resolution of the structured light depth data corresponding to the surface is used to obtain the structured light depth data with enhanced spatial resolution. The invention solves the technical problem that the spatial resolution of the structured light depth data can not be improved in the related technology.

【技术实现步骤摘要】
结构光深度数据空间分辨率的提升方法及装置
本专利技术涉及图像处理
，具体而言，涉及一种结构光深度数据空间分辨率的提升方法及装置。
技术介绍
相关技术中，在获取结构光深度数据时，一般是采用多频率投影条纹形貌测量技术得到的，该方法由计算机控制数字投影设备产生一组多频率的条纹投射在被测物体表面，利用变形条纹和参考条纹的不同来恢复物体表面的高度数据。同时，基于深度图的插值算法可以用于提高结构光深度数据的空间分辨率，例如，联合双边插值算法可以以目标高分辨率深度图作为引导，对低分辨率图进行联合双边滤波得到高空间分辨率深度图，另外，联合三边插值也可以以高分辨率深度图和相应的高分辨率彩色图像作为引导，对低分辨率上采样的过程不断迭代。但是上述提高深度数据空间分辨率的方法中，仅通过插入未采样点的深度值来增加深度图像的空间分辨率，可能会造成插值结果失真，或者由于上述方法应用于深度相机产生的深度数据或者立体匹配所产生的深度数据，并不能直接用在由多频率投影条纹形貌测量技术所恢复出的深度数据，达不到所需的精度要求，因此存在明显的缺陷。针对上述的相关技术中无法提升结构光深度数据的空间分辨率的技术问题，目前尚未见到有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种结构光深度数据空间分辨率的提升方法及装置，以至少解决相关技术中无法提升结构光深度数据的空间分辨率的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种结构光深度数据空间分辨率的提升方法，包括：采集多张投影条纹图像，其中，所述多张投影条纹图像是对预设物体的表面的投影条纹进行拍摄得到的多张条纹图像；对所述多张投影条纹图像进行相位分析，得到多组相位数据；根据所述多组相位数据，提升与所述预设物体表面对应的结构光深度数据空间分辨率，以得到提升空间分辨率的结构光深度数据。进一步地，采集多张投影条纹图像包括：采集多个拍摄角度中每个拍摄角度对应的投影条纹图像，得到多张投影条纹图像，其中，所述多个拍摄角度是在将第一预设拍摄设备沿光轴旋转后，得到的所述多个拍摄角度，所述投影条纹图像是对所述预设物体的表面的投影条纹进行拍摄得到的图像。进一步地，在得到多组相位数据之后，所述方法还包括：根据所述多组相位数据，确定所述预设物体的参考条纹的绝对相位数据，其中，所述参考条纹是利用拍摄设备和投影设备与参考平面得到的；以及根据所述多组相位数据，确定所述预设物体的变形条纹的绝对相位数据，其中，所述变形条纹是利用拍摄设备和投影设备与所述预设物体的表面得到的；根据所述参考条纹的绝对相位数据和所述变形条纹的绝对相位数据，确定物体绝对相位差数据。进一步地，提升与所述预设物体对应的结构光深度数据空间分辨率包括：将所述物体绝对相位差数据进行对齐处理；根据对齐处理后的图像数据，确定多个第一图像空间分辨率；根据所述第一图像空间分辨率，确定多个第一插值系数，其中，所述第一插值系数用于指示图像中各个像素点之间的空间关系；根据所述多个第一插值系数，对所述多张投影条纹图像进行插值操作，得到第一预期分辨率的投影条纹图像；根据所述第一预期分辨率的投影条纹图像，提升与所述预设物体对应的结构光深度数据空间分辨率。进一步地，采集多张投影条纹图像还包括：采集多个图像分辨率中每个图像分辨率所对应的投影条纹图像，得到多张投影条纹图像，其中，所述多个图像分辨率对应多个第二预设拍摄设备中每个第二预设拍摄设备的图像分辨率，所述投影条纹图像是对所述预设物体的表面的投影条纹进行拍摄得到的图像。进一步地，根据所述多组相位数据，提升与所述预设物体对应的结构光深度数据空间分辨率，以得到提升空间分辨率的结构光深度数据包括：根据每个图像分辨率所对应的投影条纹图像，确定与每个图像分辨率所对应的绝对相位数据；获取所述预设物体的参考条纹的绝对相位数据；根据所述参考条纹的绝对相位数据和每个图像分辨率所对应的绝对相位数据，确定多个图像分辨率中每个所述图像分辨率对应的绝对相位差数据；根据多个图像分辨率中每个所述图像分辨率对应的绝对相位差数据，提升与所述预设物体对应的结构光深度数据空间分辨率，以得到提升空间分辨率的结构光深度数据。进一步地，根据多个图像分辨率中每个所述图像分辨率对应的绝对相位差数据，提升与所述预设物体对应的结构光深度数据空间分辨率，以得到提升空间分辨率的结构光深度数据包括：获取多个图像分辨率中每个图像分辨率与待提升结构光深度数据空间分辨率的分辨率比值；根据所述分辨率比值，确定多个待插值数据；根据所述多个待插值数据，确定每个待插值数据的目标参数，其中，所述目标参数至少包括：横向参数、纵向参数、斜向参数；根据所述每个待插值数据的目标参数，确定多个第二插值系数；根据所述多个第二插值系数，对所述多张投影条纹图像进行插值操作，以得到提升空间分辨率的结构光深度数据。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种结构光深度数据空间分辨率的提升装置，包括：采集单元，用于采集多张投影条纹图像，其中，所述多张投影条纹图像是对预设物体的表面的投影条纹进行拍摄得到的多张条纹图像；分析单元，用于对所述多张投影条纹图像进行相位分析，得到多组相位数据；提升单元，用于根据所述多组相位数据，提升与所述预设物体对应的结构光深度数据空间分辨率，以得到提升空间分辨率的结构光深度数据。进一步地，所述采集单元包括：第一采集模块，用于采集多个拍摄角度中每个拍摄角度对应的投影条纹图像，得到多张投影条纹图像，其中，所述多个拍摄角度是在将第一预设拍摄设备沿光轴旋转后，得到的所述多个拍摄角度，所述投影条纹图像是对所述预设物体的表面的投影条纹进行拍摄得到的图像。进一步地，该装置还包括：第一确定模块，用于在得到多组相位数据之后，根据所述多组相位数据，确定所述预设物体的参考条纹的绝对相位数据，其中，所述参考条纹是利用拍摄设备和投影设备与参考平面得到的；第二确定模块，用于根据所述多组相位数据，确定所述预设物体的变形条纹的绝对相位数据，其中，所述变形条纹是利用拍摄设备和投影设备与所述预设物体的表面得到的；第三确定模块，用于根据所述参考条纹的绝对相位数据和所述变形条纹的绝对相位数据，确定物体绝对相位差数据。进一步地，所述提升单元包括：对齐模块，用于将所述物体绝对相位差数据进行对齐处理；第四确定模块，用于根据对齐处理后的图像数据，确定多个第一图像空间分辨率；第五确定模块，用于根据所述第一图像空间分辨率，确定多个第一插值系数，其中，所述第一插值系数用于指示图像中各个像素点之间的空间关系；第一插值模块，用于根据所述多个第一插值系数，对所述多张投影条纹图像进行插值操作，得到第一预期分辨率的投影条纹图像；第六确定模块，用于根据所述第一预期分辨率的投影条纹图像，提升与所述预设物体对应的结构光深度数据空间分辨率。进一步地，所述采集单元还包括：第二采集模块，用于采集多个图像分辨率中每个图像分辨率所对应的投影条纹图像，得到多张投影条纹图像，其中，所述多个图像分辨率对应多个第二预设拍摄设备中每个第二预设拍摄设备的图像分辨率，所述投影条纹图像是对所述预设物体的表面的投影条纹进行拍摄得到的图像。进一步地，所述提升单元还包括：第七确定模块，用于根据每个图像分辨率所对应的投影条纹图像，确定与每个图像分辨率所对应的绝对相位数据；获取模块，用于获取所述预设物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构光深度数据空间分辨率的提升方法，其特征在于，包括：采集多张投影条纹图像，其中，所述多张投影条纹图像是对预设物体表面的投影条纹进行拍摄得到的多张条纹图像；对所述多张投影条纹图像进行相位分析，得到多组相位数据；根据所述多组相位数据，提升与所述预设物体表面对应的结构光深度数据空间分辨率，以得到提升空间分辨率的结构光深度数据。

【技术特征摘要】
1.一种结构光深度数据空间分辨率的提升方法，其特征在于，包括：采集多张投影条纹图像，其中，所述多张投影条纹图像是对预设物体表面的投影条纹进行拍摄得到的多张条纹图像；对所述多张投影条纹图像进行相位分析，得到多组相位数据；根据所述多组相位数据，提升与所述预设物体表面对应的结构光深度数据空间分辨率，以得到提升空间分辨率的结构光深度数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采集多张投影条纹图像包括：采集多个拍摄角度中每个拍摄角度对应的投影条纹图像，得到多张投影条纹图像，其中，所述多个拍摄角度是在将第一预设拍摄设备沿光轴旋转后，得到的所述多个拍摄角度，所述投影条纹图像是对所述预设物体的表面的投影条纹进行拍摄得到的图像。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在得到多组相位数据之后，所述方法还包括：根据所述多组相位数据，确定所述预设物体的参考条纹的绝对相位数据，其中，所述参考条纹是利用拍摄设备和投影设备与参考平面得到的；以及根据所述多组相位数据，确定所述预设物体的变形条纹的绝对相位数据，其中，所述变形条纹是利用拍摄设备和投影设备与所述预设物体的表面得到的；根据所述参考条纹的绝对相位数据和所述变形条纹的绝对相位数据，确定物体绝对相位差数据。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，提升与所述预设物体对应的结构光深度数据空间分辨率包括：将所述物体绝对相位差数据进行对齐处理；根据对齐处理后的图像数据，确定多个第一图像空间分辨率；根据所述第一图像空间分辨率，确定多个第一插值系数，其中，所述第一插值系数用于指示图像中各个像素点之间的空间关系；根据所述多个第一插值系数，对所述多张投影条纹图像进行插值操作，得到第一预期分辨率的投影条纹图像；根据所述第一预期分辨率的投影条纹图像，提升与所述预设物体对应的结构光深度数据空间分辨率。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采集多张投影条纹图像还包括：采集多个图像分辨率中每个图像分辨率所对应的投影条纹图像，得到多张投影条纹图像，其中，所述多个图像分辨率对应多个第二预设拍摄设备中每个第二预设拍摄设备的图像分辨率，所述投影条纹图像是对所述预设物体的表面的投影条纹进行拍摄得到的图像。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘琼，袁振威，杨铀，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42