一种结构光成像处理的方法、装置、设备以及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种结构光成像处理的方法、装置、设备以及存储介质，涉及移动终端技术领域，其方法包括：双屏终端获取第一屏幕和第二屏幕之间的弯折角度；所述双屏终端根据所述弯折角度，确定与所述弯折角度对应的成像模式；所述双屏终端根据所确定的成像模式进行相应的结构光成像处理。

A method, device, device and storage medium of structured light imaging processing

【技术实现步骤摘要】
一种结构光成像处理的方法、装置、设备以及存储介质
本专利技术涉及移动终端
，特别涉及一种结构光成像处理的方法、装置、设备以及存储介质。
技术介绍
随着3D建模，生物识别在移动通讯终端应用中的大量崛起，结构光在3D建模方面的应用也越来越多。苹果基于3D结构光技术推出了名为“FaceID”的特性，主要用于日常解锁和移动支付。虽然有一些使用距离上的局限性，但其解锁速度之快、方式之自然，相信每一位正在使用iPhoneX的朋友都能感同身受。从2D平面向3D立体世界迈进。如今大部分手机的前置拍照以及人脸识别，都是靠单摄像头来实现，这就和我们蒙住一只眼睛一样，只能记录纯2D图像，但却无法分辨物体的远近距离。而对消费者来说，虽然人脸和手指一样，同样都是身体认证的方式之一，可3D结构光可以让我们录入一个比传统指纹更安全，且维度更深的数据。按照苹果的说法，基于3D结构光的FaceID加密只有百万分之一的概率会被破解，而指纹识别的破解率却高达五万分之一。目前的主流技术是针对单一屏幕的上一组结构光模组。从结构光发射单元发射的结构光，经过人脸或者其他障碍物的发射后，被红外摄像机捕捉后进行3D建模。根据已有的参考文献，结构光视觉系统测量原理大致描述如下：结构光视觉测量原理如图1所示，Oc为摄像机的光心，XcYcZcOc为摄像机坐标系；Op为投影仪的光心，XpYpZpOp为投影仪坐标系。由于投影仪投影的光平面在投影仪坐标系中的坐标可以通过投影仪的各项参数计算出来，并且投影在被测物体上的光条可以通过摄像机标定确定其在摄像机坐标系中应满足的关系，如果知道摄像机坐标系与投影仪坐标系之间的相对位置关系，则可以求解出被测物体上的光条在摄像机坐标系或者投影仪坐标系中的具体坐标。实现结构光视觉的标定并求得光栅点在投影仪坐标系中的坐标如下：式中，T＝[txtytz]为摄像机光心与投影仪光心之间的平移向量，为投影仪坐标系与摄像机坐标系之间的旋转矩阵。结构参数对测量精度的影响为弄清摄像机光轴与投影仪光轴之间的夹角对测量精度的影响，画出结构光视觉测量的误差模拟图如图2所示，在该图中，摄像机主轴与投影仪主轴之间的夹角为α。空间点P在图像上的理想横坐标是ux，由于图像特征提取存在误差，空间点P在图像上的实际横坐标为ux+δ。其中，δ为最大特征提取误差。pp″平行于摄像机主轴，p″p′平行于X轴并与摄像机主轴垂直。由图2可知，由特征提取误差导致Z轴的测量误差可用pp″表示，X轴方向的测量误差可用表示为p″p′。由图可知，X轴方向的测量误差与Z坐标值和特征提取误差δ的大小成正比，与摄像机焦距成反比。由图2可知，Z轴方向的测量误差与X轴方向的测量误差成正比，则：由公式(2)、公式(3)可知，摄像机主轴与投影仪主轴之间的夹角对X轴方向的测量精度没有影响，但是对Z轴方向的测量精度有影响，当两主轴之间的夹角α小于45°时，Z轴方向的测量误差随着夹角α的减小而急剧增大。当两主轴之间的夹角α大于45°时，Z轴方向的测量误差随着夹角α的增大而缓慢减小。但是如果夹角α太大，则标定精度又大幅下降，因此夹角不能太小而又不宜太大，通常选取45°左右。结构光的测量精度受限于红外摄像机(接收模块)和结构光发射单元的有效距离。有效距离越大，测距越准确。从目前的众多手机厂商的设计，大多数采用将这个结构放在刘海里面。其实发射单元和接收单元的有效距离还是比较近的。这样只能在手机距离人脸很近的情况下才可以达到比较好的测距精度和3D建模效果。对于距离稍远的人脸，或者周围稍微远点的人或者物体，就无法进行建模。使用场景大大受到了限制。人脸的一般宽度约为18cm左右，而目前主流手机的结构光模组中摄像机和投影机之间的距离也就3cm左右，这样短的有效距离会导致离着脸部中心的稍远的位置，测量精度就非常低。而且需要离着脸特别近，才能达到投影仪的投射结构光到达摄影机的大部分夹角在合理范围内(例如上面分析的45度左右精度最好)。1、手机离着人脸距离过远时，投射光和反射光夹角很低，导致实际测量误差非常大；2、手机离着人脸距离在近距离时，此时夹角在合理范围内时，测量精度较好，但是测量的有效范围较小。如果不把手机在人脸的不同部分移动的话，只能测量到一部分人脸。3、已有技术要达到比较好的整个人脸建模的话，需要手持手机在人脸上进行一个移动扫描的动作，操作较繁琐。为了解决这一点，有相关专利提出，将结构光的发射和接收单元放在手机的两侧，以增加有效距离。但是这样的话还是没有从本质上解决结构光的距离限制，以及需要用户手动手持转动几个关键位置才能进行精确建模的繁琐操作。根据业界的研究成果，影响结构光精度误差包括以下几点：1)摄像机光轴和光平面垂直时，深度方向的测量误差最小。2)摄像机与光学投射器距离越远，测量误差越小。3)摄像机镜头放大倍率越小，测量误差越小；这也表面被测物体离摄像机越远测量误差越大。
技术实现思路
根据本专利技术实施例提供的方案解决的技术问题是不能简单有效地进行精确建模。根据本专利技术实施例提供的一种结构光成像处理的方法，包括：双屏终端获取第一屏幕和第二屏幕之间的弯折角度；所述双屏终端根据所述弯折角度，确定与所述弯折角度对应的成像模式；所述双屏终端根据所确定的成像模式进行相应的结构光成像处理。优选地，所述双屏终端获取第一屏幕和第二屏幕之间的弯折角度之前，还包括：所述双屏终端将所述第一屏幕和所述第二屏幕之间的弯折角度划分成多个角度区域；所述双屏终端通过分别对所述每个角度区域设置相应的成像模式，生成所述角度区域与所述成像模式之间的成像对应关系；其中，当180°≥弯折角度≥第一角度时，所述双屏终端将所述弯折角度划分为第一角度区域，且对应的成像模式为远距离成像模式；当第一角度>弯折角度≥第二角度时，所述双屏终端将所述弯折角度划分为第二角度区域，且对应的成像模式为多重成像模式；当第二角度>弯折角度≥0°时，所述双屏终端将所述弯折角度划分为第三角度区域，且对应的成像模式为面对面成像模式；其中，所述第一角度>所述第二角度。优选地，所述双屏终端根据所述弯折角度，确定与所述弯折角度对应的成像模式包括：所述双屏终端根据所述弯折角度，确定所述弯折角度所属的角度区域；所述双屏终端根据所述成像对应关系，查找所确定的角度区域所对应的成像模式。优选地，所述双屏终端的第一屏幕和第二屏幕上分别设置有投影机和摄像机；其中，当所确定的成像模式为远距离成像模式时，所述双屏终端根据所确定的成像模式进行相应的结构光成像处理包括：所述双屏终端的第一屏幕的投影机通过向用户脸部发射第一结构光，使第二屏幕的摄像机接收所述第一结构光，得到所述用户脸部第一测量点的三维坐标(x1,y1,z1)，同时第二屏幕的投影机通过向用户脸部发射第二结构光，使第一屏幕的摄像机接收所述第二结构光，得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构光成像处理的方法，其特征在于，包括：/n双屏终端获取第一屏幕和第二屏幕之间的弯折角度；/n所述双屏终端根据所述弯折角度，确定与所述弯折角度对应的成像模式；/n所述双屏终端根据所确定的成像模式进行相应的结构光成像处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种结构光成像处理的方法，其特征在于，包括：
双屏终端获取第一屏幕和第二屏幕之间的弯折角度；
所述双屏终端根据所述弯折角度，确定与所述弯折角度对应的成像模式；
所述双屏终端根据所确定的成像模式进行相应的结构光成像处理。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双屏终端获取第一屏幕和第二屏幕之间的弯折角度之前，还包括：
所述双屏终端将所述第一屏幕和所述第二屏幕之间的弯折角度划分成多个角度区域；
所述双屏终端通过分别对所述每个角度区域设置相应的成像模式，生成所述角度区域与所述成像模式之间的成像对应关系；
其中，当180°≥弯折角度≥第一角度时，所述双屏终端将所述弯折角度划分为第一角度区域，且对应的成像模式为远距离成像模式；
当第一角度>弯折角度≥第二角度时，所述双屏终端将所述弯折角度划分为第二角度区域，且对应的成像模式为多重成像模式；
当第二角度>弯折角度≥0°时，所述双屏终端将所述弯折角度划分为第三角度区域，且对应的成像模式为面对面成像模式；
其中，所述第一角度>所述第二角度。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述双屏终端根据所述弯折角度，确定与所述弯折角度对应的成像模式包括：
所述双屏终端根据所述弯折角度，确定所述弯折角度所属的角度区域；
所述双屏终端根据所述成像对应关系，查找所确定的角度区域所对应的成像模式。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述双屏终端的第一屏幕和第二屏幕上分别设置有投影机和摄像机；其中，当所确定的成像模式为远距离成像模式时，所述双屏终端根据所确定的成像模式进行相应的结构光成像处理包括：
所述双屏终端的第一屏幕的投影机通过向用户脸部发射第一结构光，使第二屏幕的摄像机接收所述第一结构光，得到所述用户脸部第一测量点的三维坐标(x1,y1,z1)，同时第二屏幕的投影机通过向用户脸部发射第二结构光，使第一屏幕的摄像机接收所述第二结构光，得到所述用户脸部第二测量点的三维坐标(x2,y2,z2)；
所述双屏终端利用所述第一测量点的三维坐标(x1,y1,z1)和所述第二测量点的三维坐标(x2,y2,z2)进行远距离成像建模。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述双屏终端利用所述第一测量点的三维坐标(x1,y1,z1)和所述第二测量点的三维坐标(x2,y2,z2)进行远距离成像建模包括：
所述双屏终端计算所述第一测量点的三维坐标(x1,y1,z1)和所述第二测量点的三维坐标(x2,y2,z2)之间的距离，并判断所述距...

【专利技术属性】
技术研发人员：高明刚，倪庆瑜，丁雪梅，薛姣姣，
申请(专利权)人：西安中兴新软件有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61