The invention relates to a RGB_D camera depth image restoration method for joint color images, belonging to the field of depth image restoration. The method includes: using Zhang's calibration method to calibrate the color and depth cameras, obtaining the camera's internal and external parameters; realizing color and depth cameras'coordinate alignment according to the principle of keyhole imaging and coordinate transformation; capturing scene color and depth images respectively, using depth threshold method to binarize them; judging the connectivity of cavities. The size of the domain is used to determine the existence of voids; the neighborhood of voids is obtained by expansion operation; the depth variance of pixels in the void domain is calculated, and the voids are divided into occlusion and in-plane voids according to their size; the two kinds of voids are repaired by color consistency and domain similarity respectively; and the repaired image is repaired by local filtering method. Filtering is used to remove noise. While ensuring the restoration of the depth image, the invention keeps the original information of the depth image as much as possible, and improves the restoration efficiency of the depth image.
【技术实现步骤摘要】
一种联合彩色图像的RGB-D相机深度图像修复方法
本专利技术属于深度图像修复领域,涉及一种联合彩色图像的RGB-D深度图像修复方法。
技术介绍
随着视觉技术的发展,越来越多种类的摄像头被应用于显示场景中,例如:普通彩色相机用于人脸识别,CCD相机用于障碍物检测,Kinect用于人体骨骼跟踪等。普通二维平面相机能够获取场景二维信息,对于三维显示空间而言,二维平面相机显然无法满足现实应用需求,虽然可以利用两个或多个二维平面相机组合使用可实现场景三维信息获取,但其使用不方便且计算量大。这一情况随着RGB-D相机的出现初步得到改善,例如微软发布的Kinect,在获取场景彩色图像的同时非常方便的获取深度信息。随着微软Kinect(natal)的发展,深度摄像头吸引越来越多人的目光,深度摄像头可以用在人体跟踪,三维重建,人机交互,SLAM等领域。但由于RGB-D相机获取的深度图像一般含有较多的空洞,无法将深度信息直接适用于现实应用中,这极大地影响了RGB-D相机的应用范围。因此,亟需一种有效的深度图像修复方法来解决RGB-D获取的深度图像信息存在空洞而无法直接使用的问题。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种联合彩色图像的RGB-D相机深度图像修复方法,针对RGB-D获取的深度图像信息存在空洞而无法直接使用的问题,提出一种有效的深度图像修复方法。为达到上述目的,本专利技术提供如下技术方案:一种联合彩色图像的RGB-D相机深度图像修复方法,包括以下步骤:S1:采用经典的张氏标定法对彩色摄像头和深度摄像头进行标定,获取相机的内外参数;S2:根据小孔成像原理以及 ...
【技术保护点】
1.一种联合彩色图像的RGB‑D相机深度图像修复方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:S1:采用经典的张氏标定法对彩色摄像头和深度摄像头进行标定,获取相机的内外参数;S2:根据小孔成像原理以及坐标变换实现彩色摄像头和深度摄像头坐标对齐;S3:分别获取场景彩色图像和深度图像,根据深度阈值法将深度图像进行二值化;S4:判断深度图像空洞连通域的大小以确定存在空洞;S5:对深度图像进行膨胀操作获取空洞邻域;S6:计算空洞领域像素点的深度值方差,根据方差的大小将空洞分为遮挡空洞和平面内空洞;S7:根据不同的空洞类型分别采用颜色一致性和领域相似性对两类空洞进行修复;S8:对修复后的图像采用局部滤波的方法进行滤波,在保证深度值原始性的同时去除噪声。
【技术特征摘要】
1.一种联合彩色图像的RGB-D相机深度图像修复方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:S1:采用经典的张氏标定法对彩色摄像头和深度摄像头进行标定,获取相机的内外参数;S2:根据小孔成像原理以及坐标变换实现彩色摄像头和深度摄像头坐标对齐;S3:分别获取场景彩色图像和深度图像,根据深度阈值法将深度图像进行二值化;S4:判断深度图像空洞连通域的大小以确定存在空洞;S5:对深度图像进行膨胀操作获取空洞邻域;S6:计算空洞领域像素点的深度值方差,根据方差的大小将空洞分为遮挡空洞和平面内空洞;S7:根据不同的空洞类型分别采用颜色一致性和领域相似性对两类空洞进行修复;S8:对修复后的图像采用局部滤波的方法进行滤波,在保证深度值原始性的同时去除噪声。2.根据权利要求1所述的一种联合彩色图像的RGB-D相机深度图像修复方法,其特征在于,所述步骤S2具体包括以下步骤:S21:经步骤S1得到彩色相机的旋转矩阵Rrgb和平移向量Trgb,深度相机的旋转矩阵Rir和平移向量Tir;设P为世界坐标系下的一点,Prgb与Pir分别为P在彩色相机和深度相机下的投影坐标点,由小孔成像模型得到关系式:Prgb=RrgbP+TrgbPir=RirP+TirS22:设prgb和pir分别为该点在RGB像平面和深度像平面上的投影坐标,由相机的内参矩阵Argb和Air得到:prgb=ArgbPrgbpir=AirPirS23:深度摄像头的坐标和RGB摄像头的坐标不同,Prgb和Pir用一个旋转矩阵R和一个平移矩阵T联系起来,二者的关系为:Prgb=RPir+TS24:由S21等式消去P得到:S25:联立S23和S24等式对应项相等得到R和T:S26:联立S22和S23等式,最终得到彩色图像像素点与深度图像像素点的对应关系为:3.根据权利要求1所述的一种联合彩色图像的RGB-D相机深度图像修复方法,其特征在于,所述步骤S3具体包括以下步骤:S31:根据对齐后的彩色相机和深度相机同时获取场景图像;S32:对原始深度数据进行量化,将深度值转换到灰度级0~255,量化公式如下:其中depth为量化后的深度值,Dp为每个像素点的深度值,Dmax为最大深...
【专利技术属性】
技术研发人员:张毅,戴健春,张瀚,
申请(专利权)人:重庆邮电大学,
类型:发明
国别省市:重庆,50
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