结构光重建模组制造技术

本发明专利技术提供了一种结构光重建模组，包括：结构光投射器，用于向目标投射结构光；泛光投射器，用于向目标投射泛光；红外相机，用于采集背景图像、红外结构光图像以及红外图像；处理器模块，用于获取预设置的帧频值，根据所述帧频值连续顺次采集同一目标的背景图像、红外结构光图像、红外图像或连续顺次采集同一目标的红外图像、红外结构光图像、背景图像，根据所述背景图像和所述红外结构光图像的对应像素的灰度值相减生成目标结构光图像以及根据所述目标结构光图像进行深度重建或三维重建生成深度图像。本发明专利技术中能够提高背景光较强情况下的被测目标深度重建结果，并能够缩短相邻两帧图像之间的采集的时间间隔，提高深度相机受攻击的难度，使得深度相机的安全性更高。使得深度相机的安全性更高。使得深度相机的安全性更高。

【技术实现步骤摘要】
结构光重建模组


[0001]本专利技术涉及结构光三维重建，具体地，涉及一种结构光重建模组。

技术介绍

[0002]移动支付在国内已经成为主流的支付方式，截止目前移动支付用户数达到10.5亿，全年移动支付交易量30万亿元，成为金融的支柱力量；移动支付爆发于智能手机的普及，随着4G/5G，人工智能，大数据、生物识别技术趋于成熟，2019迎来了代表支付4.0的刷脸支付元年，刷脸支付终端在线下商业场景逐步展开，即将迎来大规模使用，预计在2022年市场规模将达到185万亿元。
[0003]作为刷脸支付终端的核心器件，人脸识别摄像模组起到非常关键的作用。目前比较成熟的人脸识别摄像模组采用结构光方案。
[0004]结构光三方案是基于光学三角法测量原理。光学投射器将一定模式的结构光投射于物体表面，在表面上形成由被测物体表面形状所调制的光条三维图像。该三维图像被另一位置的摄像机探测，从而获得光条二维畸变图像。光条的畸变程度取决于光学投射器与摄像机之间的相对位置和物体表面形廓(高度)。直观上，沿光条显示出的位移(或偏移)与物体表面高度成比例，扭结表示了平面的变化，不连续显示了表面的物理间隙。当光学投射器与摄像机之间的相对位置一定时，由畸变的二维光条图像坐标便可重现物体表面三维形廓。
[0005]深度相机模组拓宽了前端感知的维度，能够很好的解决2D人脸识别遇到的抗假体攻击和极端情况下识别准确率降低的问题，效果得到了市场的认可，需求强烈，能够应用于基于3D人脸识别的门锁、门禁和支付等场景。在为了人脸识别等需求时，不仅需要目标的深度图像还需要灰度图像，一般灰度图像分为两种，一种是同一个相机拍摄的灰度图像或是不同相机拍摄的灰度图像或是两者兼而有之。在深度重建应用中，采集到的纹理图像包含投射器投射的纹理图案和背景光，其中投射器投射的纹理图案相当于有效信号，背景光相当于噪声干扰。在某些情况下，如光照强度较强时，背景光比较强，干扰比较厉害，造成信噪比较低。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种结构光重建模组。
[0007]根据本专利技术提供的结构光重建模组，包括如下模块：
[0008]结构光投射器，用于向目标投射结构光；
[0009]泛光投射器，用于向目标投射泛光；
[0010]红外相机，用于采集背景图像、红外结构光图像以及红外图像；
[0011]处理器模块，用于获取预设置的帧频值，根据所述帧频值连续顺次采集同一目标的背景图像、红外结构光图像、红外图像或连续顺次采集同一目标的红外图像、红外结构光图像、背景图像，根据所述背景图像和所述红外结构光图像的对应像素的灰度值相减生成
目标结构光图像以及根据所述目标结构光图像进行深度重建或三维重建生成深度图像。
[0012]优选地，根据所述帧频值进行图像采集时，包括如下步骤：
[0013]步骤S1：获取预设置的帧频阈值和原始帧频值，所述原始帧频值为用于采集红外结构光图像和红外图像的红外相机的帧频值；
[0014]步骤S2：确定所述原始帧频值与所述帧频阈值之间的倍数值，当所述倍数值小于等于预设置的倍数阈值时，则确定所述预设置的帧频值为所述倍数阈值与所述帧频阈值的乘积，当所述倍数值大于等于预设置的倍数阈值时，则确定所述预设置的帧频值为所述原始帧频值；
[0015]步骤S3：根据所述帧频值在帧频阈值个采样周期内连续顺次采集同一目标的背景图像、红外结构光图像、红外图像或连续顺次采集同一目标的红外图像、红外结构光图像、背景图像。
[0016]优选地，所述步骤S3包括如下步骤：
[0017]步骤S301：控制所述结构光投射器、所述泛光投射器顺次向目标投射结构光、泛光；
[0018]步骤S302：当所述倍数值小于等于预设置的倍数阈值时，根据所述帧频值在帧频阈值个采样周期内连续顺次采集同一目标的背景图像、红外结构光图像、红外图像或连续顺次采集同一目标的红外图像、红外结构光图像、背景图像；
[0019]步骤S303：当所述倍数值大于预设置的倍数阈值时，根据所述帧频值在根据帧频阈值确定的多个采样周期内每个采样周期中任意连续三帧顺次采集同一目标的背景图像、红外结构光图像、红外图像或顺次采集同一目标的红外图像、红外结构光图像、背景图像。
[0020]优选地，所述生成目标结构光图像时，包括如下步骤：
[0021]步骤M1：确定所述背景图像和所述红外结构光图像中每个像素的像素值；
[0022]步骤M2：将所述背景图像和所述红外结构光图像进行像素级对齐；
[0023]步骤M3：在所述红外结构光图像中每个像素减去与所述背景图像的对应像素的灰度值相减生成目标结构光图像。
[0024]优选地，所述生成深度图像时，包括如下步骤：
[0025]步骤N1：在所述目标结构光图像与已知标定信息进行计算，得到目标结构光图像的视差图像；
[0026]步骤N2：根据三角测量原理确定所述红外相机的光心与视差图中每一视差值之间的距离，生成每一像素的深度信息；
[0027]步骤N3：根据每一所述像素的深度信息进行深度重建或三维重建生成深度图像。
[0028]优选地，所述红外结构光图像为包含编码纹理的图像，包括如下任一结构光图像：
[0029]‑
散斑点图像；
[0030]‑
条纹图像；
[0031]‑
编码图像；
[0032]‑
光栅图像。
[0033]优选地，所述预设置的帧频阈值为15FPS，所述预设置的倍数阈值为3。
[0034]优选地，所述结构光投射器包括光源、光源驱动器以及光调制器；
[0035]所述光源驱动器与所述光源连接，用于驱动所述光源发光；
[0036]所述光调制器，用于将所述光源的投射的光调制形成离散点阵光后向所述目标投射。
[0037]优选地，所述红外相机包括光学成像镜头和光探测器阵列；所述光探测器阵列包括多个呈阵列分布的光探测器；
[0038]所述光学成像镜头，用于使得透过所述光学成像镜头进入光探测器阵列的所述点阵光的方向向量与光探测器呈一一对应关系；
[0039]所述光探测器，用于接收经所述目标物体反射的点阵光。
[0040]根据本专利技术提供的结构光重建模组，包括如下模块：
[0041]结构光投射器，用于向目标投射结构光；
[0042]泛光投射器，用于向目标投射泛光；
[0043]红外相机，用于采集背景图像、红外结构光图像以及红外图像；
[0044]处理器模块，用于获取预设置的帧频值，根据所述帧频值连续采集背景图像、红外结构光图像、红外图像，根据所述红外结构光图像进行深度重建或三维重建生成深度图像。
[0045]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0046]本专利技术中根据预设置的帧频值连续顺次采集同一目标的背景图像、红外结构光图像、红外图像或连续顺次采集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结构光重建模组，其特征在于，包括如下模块：结构光投射器，用于向目标投射结构光；泛光投射器，用于向目标投射泛光；红外相机，用于采集背景图像、红外结构光图像以及红外图像；处理器模块，用于获取预设置的帧频值，根据所述帧频值连续顺次采集同一目标的背景图像、红外结构光图像、红外图像或连续顺次采集同一目标的红外图像、红外结构光图像、背景图像，根据所述背景图像和所述红外结构光图像的对应像素的灰度值相减生成目标结构光图像以及根据所述目标结构光图像进行深度重建或三维重建生成深度图像。2.根据权利要求1所述的结构光重建模组，其特征在于，根据所述帧频值进行图像采集时，包括如下步骤：步骤S1：获取预设置的帧频阈值和原始帧频值，所述原始帧频值为用于采集红外结构光图像和红外图像的红外相机的帧频值；步骤S2：确定所述原始帧频值与所述帧频阈值之间的倍数值，当所述倍数值小于等于预设置的倍数阈值时，则确定所述预设置的帧频值为所述倍数阈值与所述帧频阈值的乘积，当所述倍数值大于等于预设置的倍数阈值时，则确定所述预设置的帧频值为所述原始帧频值；步骤S3：根据所述帧频值在帧频阈值个采样周期内连续顺次采集同一目标的背景图像、红外结构光图像、红外图像或连续顺次采集同一目标的红外图像、红外结构光图像、背景图像。3.根据权利要求2所述的结构光重建模组，其特征在于，所述步骤S3包括如下步骤：步骤S301：控制所述结构光投射器、所述泛光投射器顺次向目标投射结构光、泛光；步骤S302：当所述倍数值小于等于预设置的倍数阈值时，根据所述帧频值在帧频阈值个采样周期内连续顺次采集同一目标的背景图像、红外结构光图像、红外图像或连续顺次采集同一目标的红外图像、红外结构光图像、背景图像；步骤S303：当所述倍数值大于预设置的倍数阈值时，根据所述帧频值在根据帧频阈值确定的多个采样周期内每个采样周期中任意连续三帧顺次采集同一目标的背景图像、红外结构光图像、红外图像或顺次采集同一目标的红外图像、红外结构光图像、背景图像。4.根据权利要求1所述的结构光重建模组，其特征在于，所述生成目标结构光图像时，包括如下步骤：步骤M1：确定所述背景图像和所述红外结...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋琪，黄龙祥，吴天际，汪博，朱力，吕方璐，
申请(专利权)人：深圳市光鉴科技有限公司，
类型：发明
国别省市：