目标图像获取系统与方法技术方案

本发明专利技术提供一种目标图像获取系统与方法，所述系统包括：采集相机，含有第一像素与第二像素，分别用于采集目标区域的第一波长图像与第二波长图像；泛光照明单元，用于对所述目标区域提供第一波长的照明；结构光投影仪，用于向所述目标区域投射第二波长的结构光图像；处理器，与所述采集相机、所述泛光照明单元以及所述结构光投影仪连接，用于：控制所述采集相机同步采集在所述泛光照明单元照明下的目标泛光图像以及所述结构光投影仪照明下的结构光图像；识别所述目标泛光图像中的前景目标；提取所述结构光图像中与所述前景目标对应的像素区域以得到目标结构光图像。通过对目标结构光图像进行深度计算得到目标深度图像确保深度图像的高帧率输出。

【技术实现步骤摘要】
目标图像获取系统与方法
本专利技术涉及目标图像的获取，尤其涉及一种目标图像获取系统与方法。
技术介绍
消费级深度相机的出现给众多领域带来了变革，比如3D建模、手势交互、人脸识别等。不同的应用场景对深度相机的性能要求也不一样，比如3D建模以及人脸识别等往往需要深度相机输出高分辨率的深度图像以提高建模以及人脸识别算法精度；而手势交互则对深度相机的输出帧率有较高的要求，高帧率的深度图像会降低延迟，带来更好的用户体验。目前，消费级深度相机所面临的问题之一即是深度图像分辨率与输出帧率之间的矛盾，特别是对于基于结构光技术的深度相机，当其深度图像分辨率越高时，由于深度计算量的增加导致其输出帧率大幅下降，高分辨率与高帧率无法同时实现。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中高分辨率与高帧率无法同时实现的问题，提供一种目标图像获取系统与方法。为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下所述：一种目标图像获取系统，包括：采集相机，含有第一像素与第二像素，分别用于采集目标区域的第一波长图像与第二波长图像；泛光照明单元，用于对所述目标区域提供第一波长的照明；结构光投影仪，用于向所述目标区域投射第二波长的结构光图像；处理器，与所述采集相机、所述泛光照明单元以及所述结构光投影仪连接，用于：控制所述采集相机同步采集在所述泛光照明单元照明下的目标泛光图像以及所述结构光投影仪照明下的结构光图像；识别所述目标泛光图像中的前景目标；提取所述结构光图像中与所述前景目标对应的像素区域以得到目标结构光图像。本专利技术还提供一种目标图像获取系统，所述泛光照明单元是泛光照明器；或，与所述目标图像获取系统独立的照明光源；所述第一波长为可见光波长；所述第二波长为红外光波长；所述泛光图像包括彩色图像或灰度图像。本专利技术又提供一种目标图像获取系统，所述泛光照明单元与所述结构光投影仪是一直处于开启状态或按照频率开启，所述频率与所述采集相机的曝光频率一致；所述同步采集的目标泛光图像与所述结构光图像的像素相同或不同；所述处理器还用于利用所述目标结构光图像计算出目标深度图像。本专利技术提供一种目标图像获取方法，包括如下步骤：T1：利用同一个采集相机同步采集目标区域的第一波长的目标泛光图像与第二波长的结构光图像；T2：识别所述目标泛光图像中的前景目标；T3：提取所述结构光图像中与前景目标对应的像素区域以得到目标结构光图像；所述第一波长为可见光波长；所述第二波长为红外光波长。本专利技术还提供一种目标图像获取方法，还包括如下步骤：T4：利用所述目标结构光图像计算出目标深度图像。本专利技术的有益效果为：提供一种目标图像获取系统和方法，同时采集第一波长的目标泛光图像和第二波长的结构光图像，然后获取目标泛光图像的前景目标并提取结构光图像中与前景目标对应的像素区域以得到目标结构光图像，此时再对目标结构光图像进行深度计算得到目标深度图像，由于数据量相对于全分辨率较小，因此深度算法的运算速度也会较快，从而可以确保深度图像的高帧率输出。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的目标图像获取系统示意图。图2是根据本专利技术一个实施例的泛光照明器、结构光投影仪以及采集相机的时序控制示意图。图3是根据本专利技术一个实施例的目标图像获取方法示意图。图4是根据本专利技术第二个实施例的目标图像获取方法示意图图5是根据本专利技术一个实施例的采集相机图像采集原理示意图。图6是根据本专利技术又一个实施例的采集相机图像采集原理示意图。图7是根据本专利技术第三个实施例的目标图像获取方法示意图。图8是根据本专利技术第四个实施例的目标图像获取方法示意图。图9是根据本专利技术又一个实施例的目标图像获取系统示意图。图10是根据本专利技术第五个实施例的目标图像获取方法示意图。图11是根据本专利技术第六个实施例的目标图像获取方法示意图。其中，10-处理器，11-泛光照明器，12-结构光投影仪，13-采集相机，71-第一采集相机，72-结构光投影仪，73-第二采集相机。具体实施方式下面结合附图通过具体实施例对本专利技术进行详细的介绍，以使更好的理解本专利技术，但下述实施例并不限制本专利技术范围。另外，需要说明的是，下述实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构思，附图中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形状、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。图1是根据本专利技术一个实施例的目标图像获取系统示意图。目标图像获取系统包括处理器10以及与之连接的结构光投影仪12以及采集相机13，其中结构光投影仪12用于向空间中投射结构光光束，当结构光光束照射到物体上时，会形成相应的结构光图像，该图案随后被采集相机13采集并形成该物体的结构光图像，处理器10基于该结构光图像进一步计算出深度图像。单个结构光投影仪12与单个采集相机13组成单目结构光深度成像系统，处理器10将基于单目结构光三角法原理计算出深度图像。在一个实施例中，处理器10将当前采集到的物体结构光图像与预先保存的参考结构光图像进行匹配计算，以得到两幅图像之间像素的偏离值，根据该偏离值进一步计算出深度值，这里所说的参考结构光图像是在已知深度距离上放置一块平面，当结构光投影仪12向该平面投影出结构光光束后由采集相机13或其他采集相机采集得到的。在一些实施例中，也可以包含两个及以上的采集相机13，其与结构光投影仪12组成双目或多目结构光深度成像系统。以两个采集相机13与单个结构光投影仪12组成的双目结构光系统为例进行说明，当结构光投影仪12向空间中投射结构光光束后，两个采集相机13采集左、右两幅结构光图像，处理器10基于双目视觉算法通过对左、右结构光图像的匹配计算也可以获取深度图像；也可以分别对左、右结构光图像与各自对应的参考结构光图像进行计算以获取两幅深度图像，这样做的好处在于，在一个实施例中可以将左、右采集模组设置成具有不同的参数，比如不同的分辨率、焦距等，由此可以同时采集具有比如不同分辨率、视场角等的结构光图像，进一步地，可以同时获取不同分辨率、视场角等的深度图像；在一个实施例中，还可以将获取的多个深度图像融合成一幅具备更多信息的深度图像。在一些实施例中，匹配计算指的是在当前结构光图像(或参考结构光图像)上以某像素为中心选取一定大小的子区域，比如7x7、11x11像素大小的子区域，然后在参考结构光图像(或当前结构光图像)上搜索与子区域最为相似的子区域，两个子区域在两幅图像上像素坐标之间的差值即为偏离值；其次利用偏离值与深度值之间的对应关系，基于偏离值就可以计算出深度值，多个像素的深度值就构成了深度图像。对于左、右两幅或多幅结构光图像之间的匹配计算原理与上述原理类似。在一些实施方式中，目标图像获取系统还包括与处理器10连接的泛光照明器11，泛光照明器11作为泛光照明单元用来提供泛光照明。处理器10通过总线等方式控制泛光照明器11、结构光投影仪12以及采集相机13，也可以通过一些数据传输接口进行连接，比如通过MIPI、VGA等接口与采集相机13连接，以接收由采集相机13采集到的图像。在一个实施例中，泛光照明器11与结构光投影仪12用于发射相同波长的光束，比如红外光，而采集相机13由包含了用于采集该波长光束的像素。处理器10可以通过对三者之间时序上的控制来实现对不同图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种目标图像获取系统，其特征在于，包括：采集相机，含有第一像素与第二像素，分别用于采集目标区域的第一波长图像与第二波长图像；泛光照明单元，用于对所述目标区域提供第一波长的照明；结构光投影仪，用于向所述目标区域投射第二波长的结构光图像；处理器，与所述采集相机、所述泛光照明单元以及所述结构光投影仪连接，用于：控制所述采集相机同步采集在所述泛光照明单元照明下的目标泛光图像以及所述结构光投影仪照明下的结构光图像；识别所述目标泛光图像中的前景目标；提取所述结构光图像中与所述前景目标对应的像素区域以得到目标结构光图像。

【技术特征摘要】
1.一种目标图像获取系统，其特征在于，包括：采集相机，含有第一像素与第二像素，分别用于采集目标区域的第一波长图像与第二波长图像；泛光照明单元，用于对所述目标区域提供第一波长的照明；结构光投影仪，用于向所述目标区域投射第二波长的结构光图像；处理器，与所述采集相机、所述泛光照明单元以及所述结构光投影仪连接，用于：控制所述采集相机同步采集在所述泛光照明单元照明下的目标泛光图像以及所述结构光投影仪照明下的结构光图像；识别所述目标泛光图像中的前景目标；提取所述结构光图像中与所述前景目标对应的像素区域以得到目标结构光图像。2.如权利要求1所述的目标图像获取系统，其特征在于，所述泛光照明单元是泛光照明器；或，与所述目标图像获取系统独立的照明光源。3.如权利要求1所述的目标图像获取系统，其特征在于，所述第一波长为可见光波长；所述第二波长为红外光波长。4.如权利要求3所述的目标图像获取系统，其特征在于，所述泛光图像包括彩色图像或灰度图像。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：许星，钟亮洪，
申请(专利权)人：深圳奥比中光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44