3D伪彩映射系统及其映射方法以及3D伪彩映射系统的应用技术方案

本发明专利技术公开了一3D伪彩映射系统及其映射方法以及3D伪彩映射系统的应用，所述3D伪彩映射系统包括一交互单元、一预处理单元以及一处理单元。该交互单元用于通信地连接于一采集装置，以接收来自采集装置的一初始图像数据。该预处理单元与该交互单元可通信地连接，该预处理单元能接收并预处理该初始图像数据，以生成一深度范围数据。该处理单元分别与该预处理单元和该交互单元可通信地连接，并且能基于该深度范围数据处理该初始图像数据，以生成一伪彩图像数据。该交互单元用于通信地连接于一输出装置，使得当该交互单元接收到该伪彩图像数据后，该交互单元能通过输出装置显示相应的一伪彩图像，以便通过不同颜色来区分被测目标的不同深度。

3D pseudo-color mapping system and its mapping method and the application of 3D pseudo-color mapping system

The invention discloses a 3D pseudocolor mapping system, its mapping method and the application of the 3D pseudocolor mapping system, which comprises an interactive unit, a preprocessing unit and a processing unit. The interactive unit is used for communicatively connecting to a acquisition device to receive an initial image data from the acquisition device. The preprocessing unit is communicatively connected with the interactive unit. The preprocessing unit can receive and preprocess the initial image data to generate depth range data. The processing unit is communicatively connected with the preprocessing unit and the interactive unit respectively, and can process the initial image data based on the depth range to generate pseudo-color image data. The interactive unit is used to communicate with an output device, so that when the interactive unit receives the pseudo-color image data, the interactive unit can display a corresponding pseudo-color image through the output device, so as to distinguish the different depths of the target measured by different colors.

【技术实现步骤摘要】
3D伪彩映射系统及其映射方法以及3D伪彩映射系统的应用
本专利技术涉及一伪彩处理领域，更具体地涉及一3D伪彩映射系统及其映射方法以及3D伪彩映射系统的应用，该3D伪彩映射系统能够将一3D深度数据转换成一可直接查看的图像。
技术介绍
近几年来，随着微电子技术、计算机技术、现代通信技术的飞速发展，人类社会正健步迈入信息化时代。相应地，深度相机也随之迅速发展和普及，越来越多的场景和领域需要运用到深度相机，比如，三维建模、人脸识别、手势识别、或目标追踪等等。通常，根据深度相机的硬件实现方式不同，目前行业内深度相机所采用的主流3D机器视觉大约有三种：结构光、TOF飞行时间法(TOF相机)、和双目立体成像。与传统相机不同之处在于该深度相机可同时拍摄景物的灰阶影像资讯，并且包含深度的3维资讯。该深度相机的设计原理是针对被测目标发射一参考光束，藉由计算回光的时间差或相位差，来换算被测目标的距离，以产生深度资讯。然而，由于该深度相机自身工作原理的限制，导致该深度相机无法获取该被测目标的颜色资讯，即虽然该深度相机能够采集该被测目标的深度信息，但是该深度相机所拍摄的图像为含有深度信息的灰度图像，而不是彩色图像。我们知道人眼视觉有一个特点就是，人眼只能分辨出二十几种灰度(人眼分辨灰度的能力很差，一般只有几十个数量级)，也就是说所采集到的灰度图像分辨率超级高，有一千个灰度级，但很遗憾，人们只能看出二十几个，也就是说信息损失了五十倍。但是人眼对于彩色的分辨能力相当强，能分辨出几千种色度，因此，如果通过伪彩色处理将含有深度信息的灰度图像映射成伪彩色图像(或者直接将被测目标的深度信息映射成伪彩色图像)后，人眼将可以提取更多的信息量。通常地，现有的伪彩色处理方法是人为事先设定一深度范围，并将该深度范围分成若干份，以将每份深度范围与一RGB色系匹配，接着以线性映射或非线性映射的方式将所获取的被测目标的深度信息(该被测目标的每个像素的深度值)映射到相应的RGB色系，进而将该深度相机所采集的深度信息经伪彩色处理以形成伪彩色图像，以便于人眼直接查看以获取视觉信息，从而通过颜色来区分被测目标的不同深度。然而，由于该现有的伪彩色处理方法是依据经验来人为事先设定的深度范围，而没有考虑不同被测目标的差异性，以及没有考虑该深度相机的取景距离，因此当取景距离不恰当，或者被测目标的深度层次不明显时，就会出现该被测目标的全部或部分深度值会落在被事先设定的该深度范围之外，而无法进行正常的伪彩色处理。又或者，该被测目标的深度信息过于集中，即该被测目标的深度值大部分落在该深度范围中的一小段区域，使得该被测目标的大部分像素点都被映射到同一色系，以使所获得的伪彩图像中的色彩不够丰富，颜色差异性较小，人眼很难直观地且容易地获取准确的视觉信息。特别地，一旦该被测目标的深度值过于集中而被映射成同一色系(甚至被映射同一相近颜色)时，该被测目标的边界将无法被明显地区分，直接影响人眼直接查看的视觉效果，进而也会影响该深度相机的普及和广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于提供一3D伪彩映射系统及其映射方法以及3D伪彩映射系统的应用，其中所述3D伪彩映射系统能将一被测目标的一初始图像数据转换成一伪彩图像数据，以便通过不同颜色来区分该被测目标的不同深度。本专利技术的另一目的在于提供一3D伪彩映射系统及其映射方法以及3D伪彩映射系统的应用，其中所述3D伪彩映射系统能够通过一输出装置将所述伪彩图像数据显示出一伪彩图像，以有助于人眼直接观查和区分该被测目标的边界。本专利技术的另一目的在于提供一3D伪彩映射系统及其映射方法以及3D伪彩映射系统的应用，其中所述3D伪彩映射系统能够基于所述初始图像数据来自动计算出该被测目标的一深度范围，进而依据所述深度范围来映射相应的颜色，以丰富所获得的所述伪彩图像中的色彩，同时也能够有效地避免发生因深度信息过于集中而造成的颜色差异性小的问题。本专利技术的另一目的在于提供一3D伪彩映射系统及其映射方法以及3D伪彩映射系统的应用，其中所述3D伪彩映射系统能够将具有不同深度值的像素映射出不同色系的颜色，以凸显该被测目标的不同深度，从而能明显区分该被测目标的边界。本专利技术的另一目的在于提供一3D伪彩映射系统及其映射方法以及3D伪彩映射系统的应用，其中所述3D伪彩映射系统能够实时更新所设定的所述深度范围，以满足不同取景距离或不同该被测目标的需要，从而提高所述3D伪彩映射系统的使用范围，相对于传统的通过人为设定深度范围的方式来说，本专利技术的所述3D伪彩映射系统通过实时地更新所述深度范围的方式，不仅能够提高所述伪彩图像的质量，而且能够大幅度地扩大所述3D伪彩映射系统的应用范围。本专利技术的另一目的在于提供一3D伪彩映射系统及其映射方法以及3D伪彩映射系统的应用，其中所述3D伪彩映射系统能够基于取景角度或距离的改变，来自动计算并调整所设定的所述深度范围，以获得高质量的所述伪彩图像。本专利技术的另一目的在于提供一3D伪彩映射系统及其映射方法以及3D伪彩映射系统的应用，其中所述3D伪彩映射系统能够基于该被测目标的深度信息同步地映射出不同的亮度，以有助于增强所获得的所述伪彩图像的可识别性。具体地，该被测目标上距一观察者越近的地方(深度值越小)，则在所述伪彩图像上与之对应的像素的亮度越亮。本专利技术的另一目的在于提供一3D伪彩映射系统及其映射方法以及3D伪彩映射系统的应用，其中所述3D伪彩映射系统能够将该被测目标的深度信息同步地映射出相应的颜色和亮度，以增加所获得的所述伪彩图像的可区别特征，以有助于区分该被测目标的不同深度。本专利技术的另一目的在于提供一3D伪彩映射系统及其映射方法以及3D伪彩映射系统的应用，其中所述3D伪彩映射系统能够将该被测目标的深度信息映射至一HSV颜色模型，以获得带有深度信息的所述伪彩图像，以便直接观看到所述该被测目标的边界。依本专利技术的一个方面，本专利技术提供一3D伪彩映射系统，其包括：一分析单元，其中所述分析单元通过分析一被测目标的一初始图像数据得到一深度范围数据；和一处理单元，其中所述处理单元被可通信地连接于所述分析单元，其中所述处理单元基于所述分析单元获得的所述深度范围数据处理所述初始图像数据，以获得关于所述被测目标的一伪彩图像数据，从而将所述被测目标的所述初始图像数据映射为所述伪彩图像数据。根据本专利技术的一个实施例，所述3D伪彩映射系统进一步包括一交互单元，其中所述交互单元包括一输出模块，其中所述输出模块被可通信地连接于所述处理单元，其中所述输出模块通过被可通信地连接于一输出装置的方式显示所述处理单元获得的所述伪彩图像数据，以在所述输出装置上形成所述被测目标的一伪彩图像。根据本专利技术的一个实施例，所述3D伪彩映射系统进一步包括一交互单元，其中所述交互单元包括一接收模块，其中所述分析单元被可通信地连接于所述接收模块，其中所述接收模块通过被可通信地连接于一采集装置的方式获得所述被测目标的所述初始图像数据，所述分析单元从所述接收模块获得所述被测目标的所述初始图像数据。根据本专利技术的一个实施例，所述交互单元包括一接收模块，所述分析单元被可通信地连接于所述接收模块，其中所述接收模块通过被可通信地连接于一采集装置的方式获得所述被测目标的所述初始图像数据，所述分析单元从所述接收模块获得所述被测目标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一3D伪彩映射系统，其特征在于，包括：一分析单元，其中所述分析单元通过分析一被测目标的一初始图像数据得到一深度范围数据；和一处理单元，其中所述处理单元被可通信地连接于所述分析单元，其中所述处理单元基于所述分析单元获得的所述深度范围数据处理所述初始图像数据，以获得关于所述被测目标的一伪彩图像数据，从而将所述被测目标的所述初始图像数据映射为所述伪彩图像数据。

【技术特征摘要】
1.一3D伪彩映射系统，其特征在于，包括：一分析单元，其中所述分析单元通过分析一被测目标的一初始图像数据得到一深度范围数据；和一处理单元，其中所述处理单元被可通信地连接于所述分析单元，其中所述处理单元基于所述分析单元获得的所述深度范围数据处理所述初始图像数据，以获得关于所述被测目标的一伪彩图像数据，从而将所述被测目标的所述初始图像数据映射为所述伪彩图像数据。2.根据权利要求1所述的3D伪彩映射系统，进一步包括一交互单元，其中所述交互单元包括一输出模块，其中所述输出模块被可通信地连接于所述处理单元，其中所述输出模块通过被可通信地连接于一输出装置的方式显示所述处理单元获得的所述伪彩图像数据，以在所述输出装置上形成所述被测目标的一伪彩图像。3.根据权利要求1所述的3D伪彩映射系统，进一步包括一交互单元，其中所述交互单元包括一接收模块，其中所述分析单元被可通信地连接于所述接收模块，其中所述接收模块通过被可通信地连接于一采集装置的方式获得所述被测目标的所述初始图像数据，所述分析单元从所述接收模块获得所述被测目标的所述初始图像数据。4.根据权利要求2所述的3D伪彩映射系统，其中所述交互单元包括一接收模块，所述分析单元被可通信地连接于所述接收模块，其中所述接收模块通过被可通信地连接于一采集装置的方式获得所述被测目标的所述初始图像数据，所述分析单元从所述接收模块获得所述被测目标的所述初始图像数据。5.根据权利要求4所述的3D伪彩映射系统，其中所述分析单元包括一统计模块，所述统计模块被可通信地连接于所述接收模块和所述处理单元，其中所述统计模块从所述接收模块接收所述初始图像数据，并且所述统计模块通过统计所述初始图像数据中的所有像素的深度值的方式自动地计算出所述像素的深度范围，以得到所述深度范围数据。6.根据权利要求5所述的3D伪彩映射系统，其中所述处理单元进一步包括相互可通信地连接的一映射模块和一配置模块，其中所述映射模块被可通信地连接于所述接收模块和所述分析单元，其中所述映射模块分别从所述接收模块接收所述初始图像数据和从所述分析单元接收所述深度范围数据，并且所述映射模块以基于所述深度范围数据将所述初始图像数据映射至一预设映射范围的方式生成一深度映射数据，其中所述配置模块接收所述深度映射数据，并配置所述深度映射数据以生成所述伪彩图像数据。7.根据权利要求4所述的3D伪彩映射系统，其中所述分析单元包括相互可通信地连接的一统计模块和一判断模块，所述统计模块被可通信地连接于所述接收模块，所述判断模块被可通信地连接于所述处理单元，其中所述统计模块从所述接收模块接收所述初始图像数据并以统计所述初始图像数据中所有像素的深度值的方式自动地计算出所述像素的一深度范围，以得到一初始深度范围数据，其中所述判断模块根据所述初始深度范围数据得到所述深度范围数据。8.根据权利要求7所述的3D伪彩映射系统，其中所述统计模块定时地从所述接收模块接收所述初始图像数据。9.根据权利要求7所述的3D伪彩映射系统，其中所述处理单元进一步包括一映射模块和分别被可通信地连接于所述映射模块的一配置模块和一修正模块，所述修正模块被可通信地连接于所述接收模块和所述分析单元，其中所述修正模块基于从所述分析单元接收的所述深度范围数据修正从所述接收模块接收的所述初始图像数据后得到一修正初始图像数据，其中所述映射模块基于从所述分析单元接收的所述深度范围数据将从所述修正模块接收的所述修正初始图像数据映射至一预定映射范围后得到一深度映射数据，其中所述配置模块接收所述深度映射数据，并配置所述深度映射数据以生成所述伪彩图像数据。10.根据权利要求6或9所述的3D伪彩映射系统，其中所述映射模块同步地从所述接收模块接收所述初始图像数据和从所述分析单元接收所述深度范围数据。11.根据权利要求6或9所述的3D伪彩映射系统，其中所述映射模块进一步包括一整合模块和分别被可通信地连接于所述整合模块的一色调映射模块和一亮度映射模块，并且所述色调映射模块被可通信地连接于所述接收模块和所述分析单元，所述亮度映射模块被可通信地连接于所述接收模块和所述分析单元，其中所述色调映射模块以基于所述深度范围数据将所述初始图像数据映射至一预设色调映射范围的方式获得一色调映射数据，所述亮度映射模块以基于所述深度范围数据将所述初始图像数据映射至一预设亮度映射范围的方式获得一亮度映射数据，其中所述整合模块整个所述色调映射数据和所述亮度映射数据，以得到所述深度范围数据。12.根据权利要求6或9所述的3D伪彩映射系统，其中所述映射模块进一步包括一色调映射模块，所述色调映射模块被可通信地连接于所述接收模块和所述分析单元，其中所述色调映射模块以基于所述深度范围数据将所述初始图像数据映射至一预设色调映射范围的方式获得一色调映射数据，所述色调映射数据形成所述深度映射数据。13.根据权利要求求6或9所述的3D伪彩映射系统，其中所述映射模块的映射关系为一线性映射关系。14.一电子设备，其特征在于，包括：一采集装置；一输出装置；以及一3D伪彩映射系统，其中所述3D伪彩映射系统进一步包括：一交互单元，其中所述交互单元包括一接收模块和一输出模块，所述接收模块被可通信地连接于所述采集装置，所述输出模块被可通信地连接于所述输出装置；...

【专利技术属性】
技术研发人员：田新蕾，王正，洪玉芳，
申请(专利权)人：浙江舜宇智能光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33