图像深度的计算方法、图像处理装置及三维测量系统制造方法及图纸

一种图像深度的计算方法、图像处理装置及三维测量系统，图像深度的计算方法包括：根据结构光分别投影到目标物体表面、第一标定参考面、第二标定参考面上形成的结构化图像、第一标定图像以及第二标定图像，确定所述结构光在所述结构化图像上的目标像素分别相对于所述结构光在所述第一标定图像以及所述第二标定图像上的所述目标像素的第一视差以及第二视差；根据所述第一视差和第二视差，计算所述目标像素在所述结构化图像上的深度，其中，所述第一标定参考面对应测量距离的上限，所述第二标定参考面对应所述测量距离的下限。图像深度的计算方法使得深度与测量系统的内外参无关，避免了额外的误差的引入以及标定参考平面数量与测量精度的正向关系。

Image Depth Calculating Method, Image Processing Device and Three-Dimensional Measuring System

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像深度的计算方法、图像处理装置及三维测量系统
本申请实施例涉及数据处理
，尤其涉及一种图像深度的计算方法、图像处理装置及三维测量系统。
技术介绍
在三维测量技术中，通常情况下，基于结构光的三维测量都是采用三角测量原理，其中基于外部参数标定的测量过程为：首先标定包括投影设备-摄像头三维系统的外部参数，再求出视差图，根据视差图最后求出相应点的深度；另外，基于参考平面标定的测量过程，在有效测量范围内标定多个参考平面，再利用特定结构光的局部唯一性通过匹配参考平面获取相应点的深度。而无论是标定外部参数还是标定参考平面都存在较大的限制，首先，外部参数的标定精度通常取决于角点的提取是否准确，同时为了提高精度通常还需要标定多张图像，另外为了得到视差图通常还要进行极线校正，由此为深度计算引入额外的误差；其次，多个参考平面的标定操作上比较繁琐，极大增加了生产的时间及存储成本，同时精确度也受标定平面数量的影响，很难用于较高精度的三维测量中。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例所解决的技术问题之一在于提供一种图像深度的计算方法、图像处理装置及三维测量系统，用以克服现有技术中的上述缺陷。本申请实施例提供了一种图像深度的计算方法，其包括：根据结构光分别投影到目标物体表面、第一标定参考面、第二标定参考面上形成的结构化图像、第一标定图像以及第二标定图像，确定所述结构光在所述结构化图像上的目标像素分别相对于所述结构光在所述第一标定图像以及所述第二标定图像上的所述目标像素的第一视差以及第二视差；根据所述第一视差和第二视差，计算所述目标像素在所述结构化图像上的深度，其中，所述第一标定参考面对应测量距离的上限，所述第二标定参考面对应所述测量距离的下限。可选地，在本申请的任一实施例中，还包括：将所述第一视差、第二视差投影到基线方向，得到第一投影视差以及第二投影视差；对应地，根据所述第一视差、第二视差，计算所述目标像素在所述结构化图像上的深度，包括：根据第一投影视差以及第二投影视差，计算所述目标像素在所述结构化图像上的深度。可选地，在本申请的任一实施例中，还包括：建立第一标定图像和第二标定图像上不同条纹的第一拟合模型和第二拟合模型；根据结构光分别投影到目标物体表面、第一标定参考面、第二标定参考面上形成的结构化图像、第一标定图像以及第二标定图像，确定所述结构光在所述结构化图像上的目标像素分别相对于所述结构光在所述第一标定图像以及所述第二标定图像上的所述目标像素的第一视差以及第二视差，包括：根据所述目标像素分别在结构化图像、第一标定图像以及第二标定图像的位置以及所述第一拟合模型和第二拟合模型，确定所述第一视差以及第二视差。可选地，在本申请的任一实施例中，还包括：确定第一标定图像和第二标定图像上每根条纹的中心像素以建立第一标定图像和第二标定图像上不同条纹的第一拟合模型和第二拟合模型。可选地，在本申请的任一实施例中，还包括：确定给所述第一标定图像和第二标定图像上每根条纹的中心像素分配的掩码标记以建立第一标定图像和第二标定图像上不同条纹的第一拟合模型和第二拟合模型。可选地，在本申请的任一实施例中，还包括：以所述第一标定图像和第二标定图像上每根条纹的中心像素为参考进行邻域的像素搜索以建立第一标定图像和第二标定图像上不同条纹的第一拟合模型和第二拟合模型。可选地，在本申请的任一实施例中，对在邻域内搜索到的像素统计分析以判断是否需要建立第一标定图像和第二标定图像上不同条纹的第一拟合模型和第二拟合模型。可选地，在本申请的任一实施例中，还包括：根据第一拟合模型和第二拟合模型确定拟合像素，根据所述拟合像素与对应实际的像素确定拟合误差。可选地，在本申请的任一实施例中，还包括：提取所述第一标定图像以及第二标定图像中的波峰值，以确定所述第一标定图像和第二标定图像上每根条纹的中心像素。本申请实施例提供了一种图像处理装置，其包括，视差单元，用于根据结构光分别投影到目标物体表面、第一标定参考面、第二标定参考面上形成的结构化图像、第一标定图像以及第二标定图像，确定所述结构光在所述结构化图像上的目标像素分别相对于所述结构光在所述第一标定图像以及所述第二标定图像上的所述目标像素的第一视差以及第二视差；深度计算单元，用于根据所述第一视差和第二视差，计算所述目标像素在所述结构化图像上的深度，其中，所述第一标定参考面对应测量距离的上限，所述第二标定参考面对应所述测量距离的下限。本申请实施例提供了一种三维测量系统，其包括：投影装置、摄像装置、以及本申请任一实施例中所述的图像处理装置，所述投影装置用于通过结构光将编码图像投影到目标物体上，所述摄像装置用于捕获所述编码图像投影到目标物体上形成的结构化图像。本申请实施例中，根据结构光分别投影到目标物体表面、第一标定参考面、第二标定参考面上形成的结构化图像、第一标定图像以及第二标定图像，确定所述结构光在所述结构化图像上的目标像素分别相对于所述结构光在所述第一标定图像以及所述第二标定图像上的所述目标像素的第一视差以及第二视差；根据所述第一视差和第二视差，计算所述目标像素在所述结构化图像上的深度，其中，所述第一标定参考面对应测量距离的上限，所述第二标定参考面对应所述测量距离的下限，使得深度与测量系统的内外参无关，避免了额外的误差的引入以及标定参考平面数量与测量精度的正向关系。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请实施例的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1为本申请实施例一中三维测量系统的使用示意图；图2为本申请实施例二中图像深度的计算方法流程示意图；图3为本申请实施例三中视差原理示意图；图4为本申请实施例四中深度计算原理示意图。具体实施方式实施本专利技术实施例的任一技术方案必不一定需要同时达到以上的所有优点。下面结合本专利技术实施例附图进一步说明本专利技术实施例具体实现。本申请实施例中，根据结构光分别投影到目标物体表面、第一标定参考面、第二标定参考面上形成的结构化图像、第一标定图像以及第二标定图像，确定所述结构光在所述结构化图像上的目标像素分别相对于所述结构光在所述第一标定图像以及所述第二标定图像上的所述目标像素的第一视差以及第二视差；根据所述第一视差和第二视差，计算所述目标像素在所述结构化图像上的深度，其中，所述第一标定参考面对应测量距离的上限，所述第二标定参考面对应所述测量距离的下限。图像深度的计算方法使得深度与测量系统的内外参无关，避免了额外的误差的引入以及标定参考平面数量与测量精度的正向关系。图1为本申请实施例一中三维测量系统的使用示意图；如图1所示，其包括：投影装置、摄像装置以及图像处理装置(图中未示出)，所述投影装置用于通过结构光将编码图像投影到目标物体上，所述摄像装置用于捕获所述编码图像投影到目标物体上形成的结构化图像。所述图像深度计算装置用于根据结构光分别投影到目标物体表面、第一标定参考面、第二标定参考面上形成的结构化图像、第一标定图像以及第二标定图像，确定所述结构光在所述结构化图像上的目标像素分别相对于所述结构光在所述第一标定图像以及所述第二标定图像上的所述目标像素的第一视差以及第二视差；根据所述第一视差和第二视差，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像深度的计算方法，其特征在于，包括：根据结构光分别投影到目标物体表面、第一标定参考面、第二标定参考面上形成的结构化图像、第一标定图像以及第二标定图像，确定所述结构光在所述结构化图像上的目标像素分别相对于所述结构光在所述第一标定图像以及所述第二标定图像上的所述目标像素的第一视差以及第二视差；根据所述第一视差和第二视差，计算所述目标像素在所述结构化图像上的深度，其中，所述第一标定参考面对应测量距离的上限，所述第二标定参考面对应所述测量距离的下限。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种图像深度的计算方法，其特征在于，包括：根据结构光分别投影到目标物体表面、第一标定参考面、第二标定参考面上形成的结构化图像、第一标定图像以及第二标定图像，确定所述结构光在所述结构化图像上的目标像素分别相对于所述结构光在所述第一标定图像以及所述第二标定图像上的所述目标像素的第一视差以及第二视差；根据所述第一视差和第二视差，计算所述目标像素在所述结构化图像上的深度，其中，所述第一标定参考面对应测量距离的上限，所述第二标定参考面对应所述测量距离的下限。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：将所述第一视差、第二视差投影到基线方向，得到第一投影视差以及第二投影视差；对应地，根据所述第一视差、第二视差，计算所述目标像素在所述结构化图像上的深度，包括：根据第一投影视差以及第二投影视差，计算所述目标像素在所述结构化图像上的深度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：建立第一标定图像和第二标定图像上不同条纹的第一拟合模型和第二拟合模型；根据结构光分别投影到目标物体表面、第一标定参考面、第二标定参考面上形成的结构化图像、第一标定图像以及第二标定图像，确定所述结构光在所述结构化图像上的目标像素分别相对于所述结构光在所述第一标定图像以及所述第二标定图像上的所述目标像素的第一视差以及第二视差，包括：根据所述目标像素分别在结构化图像、第一标定图像以及第二标定图像的位置以及所述第一拟合模型和第二拟合模型，确定所述第一视差以及第二视差。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：确定第一标定图像和第二标定图像上每根条纹的中心像素以建立第一标定图像和第二标定图像上不同条纹的第一拟合模型和第二拟合模型。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：确定给所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛一杰，潘雷雷，范文文，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44