一种3D结构光模组及基于该模组的深度图点云图获取方法技术

本发明专利技术公开了一种3D结构光模组及基于该模组的深度图点云图获取方法，3D结构光模组包括红光投射器、红外摄像头、彩色摄像头、图像处理单元和编解码处理单元。所述方法包括以下步骤：图像传感器将采集到的图像数据传送至图像处理单元；图像处理单元对图像数据进行优化处理后发送至编解码处理单元；编解码处理单元对图像数据进行编解码，生成深度图和点云图。将图像处理单元设置于3D结构光模组端，图像处理单元控制自动曝光算法模块的曝光参数，使获得的图像更加清晰；同时，图像处理单元向编解码处理单元传送的图像数据进行了归一化处理，减轻了图像处理单元的数据处理量，降低了图像处理单元的产品成本，同时，提高了编解码处理单元的运算速度。元的运算速度。元的运算速度。

【技术实现步骤摘要】
一种3D结构光模组及基于该模组的深度图点云图获取方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种3D结构光模组及基于该模组的深度图点云图获取方法。

技术介绍

[0002]结构光三维成像的硬件主要由相机和投射器组成，结构光就是通过投射器投射到被测物体表面的主动结构信息，如激光条纹、格雷码、正弦条纹等；然后，通过单个或多个相机拍摄被测表面即得结构光图像；最后，基于三角测量原理经过图像三维解析计算从而实现三维重建。
[0003]现有的结构光三维成像系统存在以下问题：1，拍摄场景切换时，会出现图像闪烁；2，通过加入标记位来区分深度图数据和红外摄像头数据，需要图像处理单元对数据进行二次编码，这样做的方式3D模组可选的图像处理单元的主控制器比较少，而且这样的主控制器的价格相对较高。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，提出一种深度图和云点图效果清晰、价格低廉的3D结构光模组及基于该模组的深度图点云图获取方法。
[0005]一种3D结构光模组，包括：红光投射器，将若干个肉眼看不见的光点投影在被拍摄物体，用以绘制被拍摄物体的3D点阵图像；红外摄像头，用于读取3D点阵图像，拍摄被拍摄物体的表面反射的结构光图像；图像处理单元，用于处理红外摄像头输出的结构光图像，进行图像优化，并编码成Yuv格式，形成带编码的图像数据；编解码处理单元，用于将带编码的图像数据编码成深度图、点云图。
[0006]进一步地，所述红外摄像头包括图像传感器（Sensor），所述图像传感器（Sensor）将采集到的图像信号传送至所述图像处理单元，所述图像处理单元包括自动曝光（AE）算法模块，所述自动曝光算法模块根据所述图像传感器（Sensor）采集到的光线的强弱自动调整曝光量，使曝光亮度值接近所述图像处理单元设定的目标亮度值。
[0007]进一步地，还包括红外补光灯，所述红外补光灯用于加强弱光环境下的识别能力，借助不可见的红外光线，在弱光下识别被拍摄物体。
[0008]进一步地，还包括彩色摄像头和显示模块，所述彩色摄像头用于拍摄2D彩色图片，输出常规的彩色图像；所述显示模块用于拍摄过程中的参数调控及所拍摄图像的显示。
[0009]以及，一种基于3D结构光模组的深度图和点云图的图像获取方法，包括以下步骤：红外摄像头将采集到的图像数据传送至图像处理单元；图像处理单元对图像数据进行优化处理后发送至编解码处理单元；编解码处理单元对图像数据进行编解码，生成深度图和点云图。
[0010]进一步地，所述红外摄像头将采集到的图像数据传送至图像处理单元，包括如下步骤：自动曝光算法模块根据红外摄像头中的图像传感器（Sensor）采集到的光线的强弱自动调整曝光量，使曝光亮度值接近图像处理单元设定的目标亮度值；图像处理单元进行内部参数和外部参数的标定。
[0011]进一步地，所述编解码处理单元对图像数据进行编解码，包括如下步骤：解码数据接口初始化；获取深度数据的数据值和点云数据的数据值；调用解码数据接口。
[0012]进一步地，所述解码数据接口初始化，包括如下步骤：初始化解码库；释放解码请求的资源。
[0013]进一步地，所述调用解码数据接口中，输入不同的参数时，对应不同的功能，具体包括：只需要红外摄像头数据的解码数据接口，对应的返回值为红外摄像头数据；需要红外摄像头数据和深度图数据的解码数据接口，对应的返回值为红外摄像头数据和深度图数据；需要红外摄像头数据、深度图数据和点云图数据的解码数据接口，对应的返回值为红外摄像头数据、深度图数据和点云图数据。
[0014]进一步地，所述调用解码数据接口后的步骤还包括：对解码后的数据进行归一化处理，并发送至显示模块显示；其中，数据归一化处理后的数据采用Raw10格式和Yuv格式的数据交替输出，以区分深度图数据和红外摄像头数据。
[0015]上述3D结构光模组及基于该模组的深度图点云图获取方法中，所述图像处理单元ISP设置于所述3D结构光模组端，所述图像处理单元控制所述自动曝光算法模块的曝光参数，使获得的图像更加清晰；同时，所述图像处理单元向所述编解码处理单元传送的图像数据进行了归一化处理，Raw10格式和Yuv格式的数据交替输出，减轻了所述图像处理单元的数据处理量，降低了所述图像处理单元的产品成本，同时，提高了所述编解码处理单元的运算速度。本专利技术的方法简单，易于实现，成本低廉，便于推广。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例的3D结构光模组的结构框图。
[0017]图2是本专利技术实施例的深度图点云图获取方法的流程图。
[0018]图3是本专利技术实施例的编解码处理单元对图像数据进行编解码的流程图。
[0019]图4是本专利技术实施例的点云效果图。
[0020]图5是本专利技术实施例的深度效果图。
具体实施方式
[0021]本实施例以3D结构光模组及基于该模组的深度图点云图获取方法为例，以下将结
合具体实施例和附图对本专利技术进行详细说明。
[0022]请参阅图1，示出一种3D结构光模组100，包括：红光投射器13，将若干个肉眼看不见的光点投影在被拍摄物体，用以绘制被拍摄物体的3D点阵图像；红外摄像头12，用于读取3D点阵图像，拍摄被拍摄物体的表面反射的结构光图像；彩色摄像头11，用于拍摄2D彩色图片，输出常规的彩色图像；图像处理单元20，用于处理红外摄像头12输出的结构光图像，进行图像优化，并编码成Yuv格式，形成带编码的图像数据；编解码处理单元30，用于将带编码的图像数据编码成深度图、点云图。
[0023]具体地，所述3D结构光模组100的工作原理是：通过所述红外光发射器投射规律的几何编码图案至物体表面，使用所述红外相机拍摄该物体表面反射的结构光图像，再根据图像的形变来计算并输出物体表面的深度信息。
[0024]具体地，在人脸识别时，所述3D结构光模组100实现的功能：识别人脸、提取人脸特征、信息比对。
[0025]进一步地，所述红外摄像头12包括图像传感器（Sensor），所述图像传感器（Sensor）将采集到的图像信号传送至所述图像处理单元20，所述图像处理单元20包括自动曝光（AE）算法模块，所述自动曝光算法模块根据所述图像传感器（Sensor）采集到的光线的强弱自动调整曝光量，使曝光亮度值接近所述图像处理单元20设定的目标亮度值。
[0026]具体地，所述图像处理单元20控制所述自动曝光算法模块的曝光参数，使获得的图像更加清晰。
[0027]具体地，自动曝光是指根据光线的强弱自动调整曝光量，防止曝光过度或者不足，在不同的照明条件和场景中实现欣赏亮度级别或所谓的目标亮度级别，从而使捕获的视频或图像既不太暗也不太亮。
[0028]具体地，深度图和点云图的效果依赖于对所述红光投射器13的控制和后处理，所述3D结构光模组100中对于所述红光投射器13的控制结合了深度图和点云图效果和整体模组温度，并在后处理中调整至合理的亮度。
[0029]具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D结构光模组，其特征在于，包括：红光投射器，将若干个肉眼看不见的光点投影在被拍摄物体，用以绘制被拍摄物体的3D点阵图像；红外摄像头，用于读取3D点阵图像，拍摄被拍摄物体的表面反射的结构光图像；图像处理单元，用于处理红外摄像头输出的结构光图像，进行图像优化，并编码成Yuv格式，形成带编码的图像数据；编解码处理单元，用于将带编码的图像数据编码成深度图、点云图。2.如权利要求1所述的3D结构光模组，其特征在于，所述红外摄像头包括图像传感器，所述图像传感器将采集到的图像信号传送至所述图像处理单元，所述图像处理单元包括自动曝光算法模块，所述自动曝光算法模块根据所述图像传感器采集到的光线的强弱自动调整曝光量，使曝光亮度值接近所述图像处理单元设定的目标亮度值。3.如权利要求1所述的3D结构光模组，其特征在于，还包括红外补光灯，所述红外补光灯用于加强弱光环境下的识别能力，借助不可见的红外光线，在弱光下识别被拍摄物体。4.如权利要求1所述的3D结构光模组，其特征在于，还包括彩色摄像头和显示模块，所述彩色摄像头用于拍摄2D彩色图片，输出常规的彩色图像；所述显示模块用于拍摄过程中的参数调控及所拍摄图像的显示。5.一种基于3D结构光模组的深度图和点云图的图像获取方法，其特征在于，包括以下步骤：红外摄像头将采集到的图像数据传送至图像处理单元；图像处理单元对图像数据进行优化处理后发送至编解码处理单元；编解码处理单元对图像数据进行编解码，生成深度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶松，
申请(专利权)人：深圳市睿识科技有限公司，
类型：发明
国别省市：