深度计算方法、TOF深度相机和计算机可读存储介质技术

本申请实施例提供了一种深度计算方法、TOF深度相机和计算机可读存储介质。该深度计算方法应用于TOF深度相机，并且包括：获取TOF深度相机采集的包括目标区域的原始相位图像和预先存储的TOF深度相机对应的PSF模型；利用原始相位图像和PSF模型得到散射干扰图；基于原始相位图像中至少部分像素的能量对散射干扰图进行调整，得到散射补偿图；利用散射补偿图对原始相位图像进行补偿得到理想相位图像；基于飞行时间原理对理想相位图像进行处理得到目标区域的深度信息。本申请实施例的深度计算方法、TOF深度相机和计算机可读存储介质，能够缓解深度误差。够缓解深度误差。够缓解深度误差。

【技术实现步骤摘要】
深度计算方法、TOF深度相机和计算机可读存储介质


[0001]本申请实施例涉及图像处理领域，尤其涉及一种深度计算方法、TOF深度相机和计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]在深度相机实际应用环境中，深度相机除了接收待测物直接反射回的反射脉冲光之外，还有一些其他非直接反射光，而这些非直接反射光被部分像素接收后，会引起内散射现象导致这些像素的深度误差。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供一种深度计算方法、TOF深度相机和计算机可读存储介质，能够缓解深度误差。
[0004]第一方面，提供了一种深度计算方法，获取TOF深度相机采集的包括目标区域的原始相位图像和预先存储的TOF深度相机对应的PSF模型；利用原始相位图像和PSF模型得到散射干扰图，散射干扰图包括了用于指示原始相位图像中的至少部分像素的能量对周围其他像素的能量的干扰程度的散射干扰量；基于原始相位图像中至少部分像素的能量对散射干扰图进行调整，得到散射补偿图；利用散射补偿图对原始相位图像进行补偿得到理想相位图像；基于飞行时间原理对理想相位图像进行处理得到目标区域的深度信息。
[0005]第二方面，提供了一种TOF深度相机，包括发射端、接收端和处理器，发射端用于向目标区域投射周期性调制的发射光信号，接收端用于采集经目标区域发射回的接收光信号生成原始相位图像，处理器用于利用如第一方面及其第一方面中任一种可能的实现方式中的深度计算方法对原始相位图像进行处理得到目标区域的深度信息。
[0006]第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，计算机程序使得计算机执行如第一方面及其第一方面中任一种可能的实现方式中的深度计算方法。
[0007]第四方面，提供了一种芯片，包括处理器，用于从存储器中调用并运行计算机程序，使得安装有芯片的设备执行如第一方面及其第一方面中任一种可能的实现方式中的深度计算方法。
[0008]第五方面，提供了一种计算机程序，计算机程序使得计算机执行如第一方面及其第一方面中任一种可能的实现方式中的深度计算方法。
[0009]第六方面，提供了一种程序产品，包括计算机可读代码，或者承载有计算机可读代码的非易失性计算机可读存储介质，当计算机可读代码在电子设备中运行时，电子设备中的处理器执行如第一方面及其第一方面中任一种可能的实现方式中的深度计算方法。
[0010]基于以上技术方案，先获取TOF深度相机采集的包括目标区域的原始相位图像和预先存储的TOF深度相机对应的PSF模型，其次，再利用原始相位图像和PSF模型得到散射干扰图，并基于原始相位图像中至少部分像素的能量对散射干扰图进行调整，得到散射补偿图，最后再散射补偿图对原始相位图像进行补偿得到理想相位图像，并基于飞行时间原理
对理想相位图像进行处理得到目标区域的深度信息，通过散射补偿图对原始相位图像进行补偿得到的理想相位图像，相比于直接对理想相位图像*PSF模型＝原始相位图像进行反卷积获得的理想相位图像，能够降低计算量，并且还能够较为准确地获取理想情况下的原始相位图像，达到缓解深度误差的目的。
附图说明
[0011]图1示出了iTOF深度相机的一种结构示意图。
[0012]图2示出了本申请实施例的iTOF深度相机的一种应用示意图。
[0013]图3示出了本申请实施例的深度计算方法的一种示意性框图。
[0014]图4示出了本申请实施例的原始相位图像和散射干扰图的像素分布图。
[0015]图5示出了本申请实施例的深度计算方法的另一种示意性框图。
[0016]图6示出了本申请实施例的散射补偿图的像素分布图。
[0017]图7示出了本申请实施例的原始相位图像对应的振幅图的像素分布图。
[0018]图8示出了本申请实施例的理想相位图像的像素分布图。
[0019]图9示出了本申请实施例的获取TOF深度相机的PSF模型的方法的示意性框图。
[0020]图10和图11示出了分别采用传统方案和本申请实施例提供的技术方案的深度误差的效果对比图。
[0021]图12示出了本申请实施例的深度计算装置的示意性框图。
[0022]图13示出了本申请实施例的深度计算装置的另一示意性框图。
[0023]图14示出了本申请实施例的获取TOF深度相机的PSF模型的装置的示意性框图。
[0024]图15示出了本申请实施例的TOF深度相机的示意性框图。
具体实施方式
[0025]下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
[0026]飞行时间(Time
‑
Of
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Flight)深度相机，简称TOF深度相机，其基本原理是通过给目标物体连续发送光脉冲，然后用传感器接收从目标物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行(往返)时间来得到目标物距离。TOF深度相机通常包括直接飞行时间(direct
‑
Time
‑
of
‑
Flight，DTOF)深度相机和间接飞行时间(indirect
‑
Time
‑
Of
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Flight)深度相机。其中，iTOF深度相机的基本原理是通过测量发射光信号与接收光信号之间的相位差的方法计算出飞行时间。具体地，如图1所示，iTOF深度相机100包括发射端101、接收端102及处理器103，其中，发射端101发射一束时间序列上周期性调制的发射光信号到目标区域的待测物表面，接收端102采集经待测物表面反射回的接收光信号，经待测物表面反射回的接收光信号在时序上产生一个相对于发射光信号的时间延迟，表现为周期性调制的发射光信号上附加相位延迟；处理器103用于读出相位延迟并根据相位延迟得到光信号往返于iTOF深度相机100和待测物之间的飞行时间。进而待测物与iTOF深度相机之间的距离可表示为：其中，D为待测物与iTOF深度相机的深度，即为发射光信号与反射光信号之间的相位延迟，f为发射光信号的频率，c为光速。
[0027]在一个实施例中，发射端101包括光源、透镜和/或图案化光学元件，其中，光源包
括单颗垂直腔面发射激光器(Vertical
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Cavity Surface
‑
Emitting Laser，VCSEL)或VCSEL阵列，用于发射光束至透镜；透镜包括单个透镜或透镜组，用于准直光束；图案化光学元件包括衍射光学元件(Diffractive Optical Elements，DOE)、微透镜阵列(MLA)、掩膜(Mask)中的任意一种，用于对光束进行调制，以使经过图案化光学元件的光束以散斑或泛光等形态中任一种向目标区域投射，此处不作限制。
[0028]在一个实施例中，接收端102包括TOF图像传感器，TOF图像传感器接收反射回光束并生成原始相位(rawphase)图像。优选地，TOF图像传感器包括多个像素，每个像素包括至少一个抽头(t本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深度计算方法，应用于TOF深度相机，其特征在于，包括：获取所述TOF深度相机采集的包括目标区域的原始相位图像和预先存储的所述TOF深度相机对应的PSF模型；利用所述原始相位图像和所述PSF模型得到散射干扰图，所述散射干扰图包括用于指示所述原始相位图像中的至少部分像素的能量对周围其他像素的散射干扰量；基于所述原始相位图像中至少部分像素的能量对所述散射干扰图进行调整，得到散射补偿图；利用所述散射补偿图对所述原始相位图像进行补偿得到理想相位图像；基于飞行时间原理对所述理想相位图像进行处理得到所述目标区域的深度信息。2.根据权利要求1所述的深度计算方法，其特征在于，所述基于所述原始相位图像中至少部分像素的能量对所述散射干扰图进行调整，得到散射补偿图，包括：判断所述原始相位图像中像素的能量与预设第一阈值的大小关系；若所述原始相位图像中某一像素的能量小于所述第一阈值，则将所述散射干扰图中对应像素对周围像素产生的散射干扰量设置为0，以得到所述散射补偿图。3.根据权利要求1所述的深度计算方法，其特征在于，所述基于所述原始相位图像中至少部分像素的能量对所述散射干扰图进行调整，得到散射补偿图，包括：对所述原始相位图像中至少部分像素的能量进行处理得到所述原始相位图像对应的振幅图；判断所述原始相位图像对应的振幅图中至少部分像素的振幅值与预设第二阈值的大小关系；若所述原始相位图像对应的振幅图中至少部分像素的振幅值大于所述预设第二阈值，则将所述散射干扰图中对应像素受到的散射干扰量设置为0，以得到所述散射补偿图。4.根据权利要求1所述的深度计算方法，其特征在于，所述利用所述原始相位图像和所述PSF模型得到散射干扰图，包括：将所述原始相位图像与所述PSF模型进行相乘，得到所述散射干扰图。5.根据权利要求1所述的深度计算方法，其特征在于，所述利用所述散射补偿图对所述原始相位图像进行补偿得到理想相位图像，包括：将所述原始相位图像与所述散射补偿图进行相减，获取所述理想相位图像。6.根据权利要求1所述的深度计算方法，其特征在于，所述深度计算方法还包括：根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋强，俞涛，师少光，朱亮，
申请(专利权)人：深圳奥芯微视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：