深度影像捕获设备、其校正方法与量测方法技术

本发明专利技术公开了一种深度影像捕获设备、其校正方法与量测方法。深度影像捕获设备包括至少一投光装置、至少一影像感测装置、机构装置以及处理单元。投光装置投射出投影图案至被测物上。影像感测装置被控制以调整其焦距与聚焦位置，并分别感测真实影像。机构装置调整影像感测装置的位置和/或汇聚角。处理单元依据一基准焦距及其对应多个预设节点距离时的多笔影像设定参数组，以分别校正至少一影像感测装置以获得于基准焦距时的立体量测参数组，并据以计算出被测物的深度分布图或深度信息。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种。深度影像捕获设备包括至少一投光装置、至少一影像感测装置、机构装置以及处理单元。投光装置投射出投影图案至被测物上。影像感测装置被控制以调整其焦距与聚焦位置，并分别感测真实影像。机构装置调整影像感测装置的位置和/或汇聚角。处理单元依据一基准焦距及其对应多个预设节点距离时的多笔影像设定参数组，以分别校正至少一影像感测装置以获得于基准焦距时的立体量测参数组，并据以计算出被测物的深度分布图或深度信息。【专利说明】
本专利技术是有关于一种深度影像撷取技术，且特别是有关于一种变焦式的深度影像捕获设备、其校正方法及量测方法。
技术介绍
现今的影像感测技术越发成熟，许多影像传感器除了能够取得二维影像以外，如何有效、实时且稳定的取得待测物的第三维(即深度)信息，便是目前深度影像感测技术在发展上的课题。深度影像感测技术由于可以估计影像捕获设备与待测物之间的距离，而能提供较为完整的三维空间讯息，因此可设计作为互动浏览装置操作接口、体感游戏之用，且也逐渐应用在安全影像监控、机器人视觉及医疗影像领域上。微软公司所发表的体感游戏设备Kinect是采用深度影像感测技术作为主要核心元件，使人体动作得以作为游戏的操控媒介，因而造成销售热潮，使得许多厂商更为重视深度影像感测技术及其应用。目前采用深度影像感测技术的影像捕获设备(如，深度摄影机)通常都是采用定焦镜头来实现，因为定焦式深度摄影机中的相关影像撷取参数可在事前轻易地校准妥当，但也使得定焦式深度摄影机在进行拍摄时的视角范围(也称为感测范围)与影像分辨率也都是固定的。因此，若是待测物的外型太大而超过视角范围时，就需靠人力来调整定焦式深度摄影机的位置；若是待测物的尺寸太小而使得撷取的影像过于模糊时(也就是，影像分辨率过小)，也就无法透过所撷取的影像来进行深度感测。然而，若是采用变焦镜头来实现深度摄影机时，如何设定及调整变焦镜头的焦距，使深度摄影机能够针对特定待测距离或基准焦距进行校准，便是深度影像感测技术欲待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种深度影像捕获设备，其利用变焦式影像感测装置以及投光装置来进行主动式投光的深度影像量测，并利用机构装置来动态调整影像感测装置之间的距离和/或汇聚角度，藉以自动调整变焦式影像感测装置的位置和/或汇聚角度，使得本专利技术的深度影像捕获设备能够自动调整其影像撷取范围，并可调节被撷取影像的分辨率。本专利技术实施例亦提出一种深度影像捕获设备校正及量测方法，其简化了对于变焦式影像感测装置所需进行的繁杂的校正、量测程序，从而简化深度影像捕获设备在设计及操作时的难度。本专利技术实施例提出一种深度影像捕获设备，其包括至少一投光装置、第一与第二影像感测装置、机构装置以及处理单元。该投光装置投射出投影图案至被测物上。该第一与第二影像感测装置接收焦距调整信号以调整其焦距，并分别感测投影到被测物上的投影图案，以产生第一真实影像与第二真实影像。该机构装置耦接所述第一与所述第二影像感测装置，其接收镜头调整信号以调整第一与第二影像感测装置的位置和/或汇聚角。该处理单元耦接所述投光装置、第一与第二影像感测装置以及所述机构装置。该处理单元提供焦距调整信号以及镜头调整信号以调整该第一与第二影像感测装置的焦距、位置和/或汇聚角，且该处理单元对该第一与第二真实影像进行深度运算以产生深度信息。其中，该处理单元依据每个影像感测装置所对应的基准焦距对应多个预设节点距离时的多笔影像设定参数组，以校正获得该第一与第二影像于基准焦距时的立体量测参数组并据而进行深度运笪本专利技术实施例另外提出一种深度影像捕获设备，其包括至少一投光装置、至少一影像感测装置、机构装置以及处理单元。该至少一投光装置投射出投影图案至被测物上。该至少一投光装置作为虚拟影像感测装置，且以投影图案的本源影像作为虚拟影像。该至少一影像感测装置接收焦距调整信号以调整其焦距，并感测投影到被测物上的投影图案，以产生至少一真实影像。该机构装置耦接该至少一影像感测装置，其接收镜头调整信号以调整该至少一影像感测装置的位置和/或汇聚角。该处理单元耦接所述投光装置、所述至少一影像感测装置以及所述机构装置。该处理单元提供焦距调整信号以及镜头调整信号以调整该至少一影像感测装置的焦距、位置和/或汇聚角，且所述处理单元对该至少一真实影像以及所述虚拟影像进行深度运算以产生深度信息。所述处理单元依据每个影像感测装置所对应的基准焦距对应多个预设节点距离时的多笔影像设定参数组，以校正获得所述至少一影像感测装置于基准焦距时的立体量测参数组，并据而进行深度运算。本专利技术实施例提出一种深度影像捕获设备的校正方法。所述深度影像捕获设备包括至少一投光装置、至少一影像感测装置以及机构装置。该投光装置投射出投影图案至被测物上。该至少一影像感测装置感测所述投影到被测物上的投影图案，以产生至少一真实影像。该机构装置调整所述至少一影像感测装置的位置和/或汇聚角。所述深度影像捕获设备对所述至少一真实影像进行深度运算而产生深度信息。所述校正方法包括下列步骤:设定多个节点距离，以作为对应的多个节点的位置；设定对应每个节点的影像设定参数组；将所述至少一影像感测装置设定至各自的基准焦距，依据所述每个节点的影像设定参数组，设定所述至少一影像感测装置的状态；以及，针对每个节点个别进行校正，取得每个节点各自的立体(3D)量测参数组，用以进行立体量测计算。本专利技术实施例提出一种深度影像捕获设备的量测方法。所述深度影像捕获设备包括至少一投光装置、至少一影像感测装置以及机构装置。该投光装置投射出投影图案至被测物上。所述至少一影像感测装置感测所述投影到被测物上的投影图案，以产生至少一真实影像。该机构装置调整所述至少一影像感测装置的位置和/或汇聚角。所述深度影像捕获设备对所述至少一真实影像进行深度运算而产生深度信息。所述量测方法包括下列步骤:接收指定焦距以及指定量测距离，其中该至少一影像感测装置分别设定有一基准焦距、多个节点的位置的多个节点距离以及对应各个节点的影像设定参数组以及立体量测参数组。依据所述指定量测距离与其对应的所述节点距离进行比对，以计算所述影像感测装置于指定焦距时的影像设定参数组与立体量测参数组。依据所述指定焦距的影像设定参数组以设定所述影像感测装置，其中所述影像感测装置分别感测投影到被测物上的投影图案，以产生至少一真实影像。依照所述指定焦距及所述基准焦距以计算影像转换关系式。以及，依据所述影像转换关系式转换所述真实影像，并依据所述指定焦距的所述立体量测参数组进行运算，以产生所述深度信息。基于上述，本专利技术实施例所述的深度影像捕获设备可利用变焦式影像感测装置以及投光装置来进行主动式投光的深度影像量测，并利用机构装置来动态调整影像感测装置之间的距离和/或汇聚角度，藉以自动调整变焦式影像感测装置的位置和/或汇聚角度，使得本专利技术的深度影像捕获设备能够自动调整其影像撷取范围，并可调节被撷取影像的分辨率。本专利技术实施例亦提出一种深度影像捕获设备校正及量测方法，其针对每个影像感测装置，在预设的基准焦距以及与此基准焦距有关的预设节点距离之下进行校正，从而决定变焦式影像感测装置的影像设定参数组以及立体量测参数组，并将其作为后续深度影像感测时的参考，从而简化了对于变焦式影像感设装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深度影像捕获设备，包括：至少一投光装置，投射出投影图案至被测物上；第一与第二影像感测装置，接收焦距调整信号以调整其焦距，并分别感测投影到该被测物上的该投影图案，以产生第一真实影像与第二真实影像；机构装置，耦接该第一与该第二影像感测装置，接收镜头调整信号以调整该第一与该第二影像感测装置的位置和/或汇聚角；处理单元，耦接该至少一投光装置、该第一与该第二影像感测装置以及该机构装置，提供该焦距调整信号以及该镜头调整信号以调整该第一与该第二影像感测装置的焦距、位置和/或汇聚角，且该处理单元对该第一与该第二真实影像进行深度运算以产生深度信息，其中，该处理单元依据每个影像感测装置所对应的一基准焦距对应多个预设节点距离时的多笔影像设定参数组，以校正获得该第一与该第二影像感测装置于基准焦距时的立体量测参数组，并据而进行深度运算。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘通发，罗文秀，陈加珍，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71