获取深度图像的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种获取深度图像的方法，基于包括三个以上的摄像装置的系统，所述方法包括如下步骤：对所述三个以上的摄像装置进行标定，获得摄像装置相互之间的位置关系；针对至少两对摄像装置，从每对摄像装置获取一幅对应于同一图像的深度图像；对所获得的所有深度图像进行加权平均获得最终的深度图像。本发明专利技术还涉及一种应用上述方法的获取深度图像的系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及立体图像处理
，特别是涉及一种获取深度图像的方法和系 统。
技术介绍
在三维图像的应用中，需要通过获取平面的图像信息来感知物体相对于摄像装置 的距离。例如体感游戏，是通过单目或双目的摄像头来识别用户并且捕捉用户的运动，达到 由用户的动作来控制游戏的目的。再例如，在三维扫描应用中，需要准确获得三维物体在空 间中位置。 然而单目或双目的摄像头所捕获的图像用来获取深度图像，往往存在噪声、精度 不尚。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种获取深度图像的方法，其图像深度相对于传统方法获得 的图像深度更加准确。 此外，还提供一种获取深度图像的系统。 -种获取深度图像的方法，基于包括三个以上的摄像装置的系统，所述方法包括 如下步骤： 布置三个以上的摄像装置，所述三个以上的摄像装置的相互位置关系固定； 对所述三个以上的摄像装置进行标定，获得摄像装置相互之间的位置关系； 针对至少两对摄像装置，从每对摄像装置获取一幅对应于同一图像的深度图像； 对所获得的所有深度图像进行加权平均获得最终的深度图像。 在其中一个实施例中，同时触发所述三个以上的摄像装置拍摄目标图像。 在其中一个实施例中，所述对所述三个以上的摄像装置进行标定，获得摄像装置 相互之间的位置关系的步骤包括： 利用摄像装置对具有已知图像特征的特征物从至少两个不同的角度和距离拍摄 图像； 比较所拍摄的图像与特征物的图像特征； 消除每对摄像装置的成像面在竖直方向上的偏差。 在其中一个实施例中，所述特征物具有均匀间隔分布的特征图案。 在其中一个实施例中，从一对摄像装置获取深度图像的方法包括： 获得所述一对摄像装置的其中一个摄像装置拍摄的第一图像和另一个拍摄装置 拍摄的第二图像； 以所述第一图像为基准，选定设定大小的搜索窗，从所述第二图像中搜索与第一 图像中图像特征对应的区块，获得所述第一图像和第二图像上对应于同一目标图像的同一 目标位置的第一像素点和第二像素点； 根据所述第一像素点第二像素点确定的视差距离Xr-Xt、第一摄像装置和第二摄像 装置的成像中心之间的距离b以及第一摄像装置和第二摄像装置的焦距f，计算目标图像 的目标位置的深度d : d = b X f/ (Xr-Xt)； 以所述第一图像为基准，获取所有目标位置的深度，形成深度图像。 在其中一个实施例中，所述对所获得的所有深度图像进行加权平均获得最终的深 度图像的步骤包括： 对每幅深度图像上对应的目标点的深度值相加取平均值，将所述平均值作为最终 的深度图像上对应于所述目标点的深度。 在其中一个实施例中，所述对所获得的所有深度图像进行加权平均获得最终的深 度图像的步骤包括： 对每幅深度图像上对应的目标点的深度值按照相应的权重取平均值，将所述平均 值作为最终的深度图像上对应于所述目标点的深度；其中，深度图像的信息缺失率越低，所 占的权重越高。 -种获取深度图像的系统，包括三个以上的摄像装置和图像处理装置，所述三个 以上的摄像装置的相互位置关系固定，所述图像处理装置用于获取所述三个以上的摄像装 置拍摄的同一目标的图像并处理得到深度图像； 所述图像处理装置包括： 标定模块，对所述三个以上的摄像装置进行标定，获得摄像装置相互之间的位置 关系； 深度图像计算模块，针对至少两对摄像装置，从每对摄像装置获取一幅对应于同 一图像的深度图像； 加权平均计算模块，对所获得的所有深度图像进行加权平均获得最终的深度图 像。 在其中一个实施例中，所述深度图像计算模块包括： 搜索单元，以所述第一图像为基准，选定设定大小的搜索窗，从所述第二图像中搜 索与第一图像中图像特征对应的区块，获得所述第一图像和第二图像上对应于同一目标图 像的同一目标位置的第一像素点和第二像素点； 计算单元，根据所述第一像素点第二像素点确定的视差距离Xr-Xt、第一摄像装置 和第二摄像装置的成像中心之间的距离b以及第一摄像装置和第二摄像装置的焦距f，计 算目标图像的目标位置的深度d : d = b X f/ (Xr-Xt)； 以所述第一图像为基准，获取所有目标位置的深度，形成深度图像。 在其中一个实施例中，所述加权平均计算模块包括： 第一加权平均计算单元，对每幅深度图像上对应的目标点的深度值相加取平均 值，将所述平均值作为最终的深度图像上对应于所述目标点的深度；或 第二加权平均计算单元，对每幅深度图像上对应的目标点的深度值按照相应的权 重取平均值，将所述平均值作为最终的深度图像上对应于所述目标点的深度；其中，深度图 像的信息缺失率越低，所占的权重越高。 上述获取深度图像的方法和系统，通过至少三个摄像装置获得至少两幅深度图 像，然后利用至少两幅深度图像做加权平均，能够获得更加准确的深度图像。【附图说明】 图1为一实施例的获取深度图像的方法流程图； 图2为3个摄像装置的位置排列示意图； 图3为3个摄像装置成行排列的位置示意图； 图4为另一实施例的获取深度图像的方法流程图； 图5a为棋盘格的图案结构； 图5b为棋盘格倾斜放置时的示意图； 图6a为第一图像和第二图像的示意图； 图6b为形成视差的原理示意图； 图7为一实施例的获取深度图像的系统模块图。【具体实施方式】 以下结合具体实施例和附图进行进一步说明。 以下实施例针对传统的单目或双目摄像头计算图像的深度信息不准确的问题，基 于包括三个以上的摄像装置的系统，提供获取深度图像的方法，其计算的图像深度更加准 确。在获取深度图像之前，需要布置至少三个摄像装置来拍摄图像。布置摄像装置时，应当 尽量使摄像装置的成像平面处于同一平面中，并且布置好之后不再移动。至少三个摄像装 置的相对位置关系就此固定下来。 如图1所示，该方法包括如下步骤： 步骤S100:对三个以上的摄像装置进行标定，获得摄像装置相互之间的位置关 系。在制作产品时，可能需要根据实际情况将三个以上的摄像装置进行一定的空间布置，例 如将这些摄像装置全部等距排成一列，或者形成矩阵排列等。摄像装置的布置好后，相互之 间的位置关系就已经固定不再变化。 对摄像装置进行标定，就是获得摄像装置之间的位置关系。一般地，多个摄像装置 的成像平面都在一个平面内。以图2所示的三个摄像装置为例，三个摄像装置A、B、C呈三 角形排列，且成像平面都位于X-Z平面内。 摄像装置之间的位置关系主要可以用成像中心之间的距离和中心连线之间的角 度来表示。以下为了说明方便，以"距离"简单代替"成像中心之间的距离"。例如摄像装置 A和摄像装置B的距离为11，摄像装置B和摄像装置C的距离为12,摄像装置A和摄像装 置C的距离为13,摄像装置A、摄像装置B的连线与摄像装置B、摄像装置C的连线的夹角为 α 1，摄像装置A、摄像装置B的连线与摄像装置A、摄像装置C的连线的夹角为α 2,摄像装 置Α、摄像装置C的连线与摄像装置Β、摄像装置C的连线的夹角为α 3当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种获取深度图像的方法，基于包括三个以上的摄像装置的系统，所述方法包括如下步骤：布置三个以上的摄像装置，所述三个以上的摄像装置的相互位置关系固定；对所述三个以上的摄像装置进行标定，获得摄像装置相互之间的位置关系；针对至少两对摄像装置，从每对摄像装置获取一幅对应于同一图像的深度图像；对所获得的所有深度图像进行加权平均获得最终的深度图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄源浩，肖振中，许宏淮，
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