CN104637082B

CN104637082B - 一种信息处理的方法及装置

Info

Publication number: CN104637082B
Application number: CN201310567065.XA
Authority: CN
Inventors: 谢巍; 孙成昆; 魏闪闪
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2013-11-14
Filing date: 2013-11-14
Publication date: 2018-08-10
Anticipated expiration: 2033-11-14
Also published as: CN104637082A

Abstract

本发明实施例提供一种信息处理的方法及装置，用以降低三维图形的重构时间，方便用户使用。所述包括：第一采集单元获取目标物体的第一信息；第二采集单元获取目标物体的第二信息；运动采集单元获取所述目标物体的运动信息；根据所述第一信息、所述第二信息以及所述运动信息形成记录所述目标物体的文件格式；根据所述格式的文件计算所述目标物体的第三信息。本发明实施例适用于三维图形重构的情景。

Description

一种信息处理的方法及装置

技术领域

本发明涉及图形显示领域，尤其涉及一种信息处理的方法及装置。

背景技术

目前，存在许多用于三维图形的文件格式，例如PLY（Polygon File Format，多边形文件档案）是一种多边形文件格式，STL（STereo Lithography，模型文件格式）是三维Systems公司创建的模型文件格式，OBJ从几何学上定义文件格式，X三维是符合ISO标准的基于XML的文件格式，表示三维计算机图形数据。

用户通常使用的是PCD（Point Cloud Library，点云数据）文件格式，它有很多优点，例如，存储和处理有序点云数据集的能力；其本身的二进制mmap/munmap数据类型是把数据下载和存储到磁盘上最快的方法；能够存储不同数据类型，增强了点云数据在存储和处理过程中的适应性并且效率很高；能够特征描述子的n维直方图等。但是，在三维重构的应用中，PCD文件格式需要的大量时间，从而给使用者带来不便。

发明内容

本发明的实施例提供一种信息处理的方法及装置，用以降低三维图形的重构时间，方便用户使用。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

提供一种信息处理的方法，应用于电子设备，包括：

第一采集单元获取目标物体的第一信息；

第二采集单元获取目标物体的第二信息；

运动采集单元获取所述目标物体的运动信息；

根据所述第一信息、所述第二信息以及所述运动信息形成记录所述目标物体的文件格式；

根据所述格式的文件计算所述目标物体的第三信息。

相应的一种信息处理的装置，应用于电子设备，包括：第一采集单元、第二采集单元、运动采集单元和处理单元；

所述第一采集单元用于获取目标物体的第一信息；

所述第二采集单元获取目标物体的第二信息；

所述运动采集单元获取所述目标物体的运动信息；

所述处理单元用于根据所述第一信息、所述第二信息以及所述运动信息形成记录所述目标物体的文件格式；

所述处理单元还用于根据所述格式的文件计算所述目标物体的第三信息。

本发明实施例提供一种信息处理的方法及装置，通过获取第一信息，第二信息和运动信息，并且根据上述信息形成目标物体的文件格式，从而根据该文件格式计算出目标物体的第三信息，相对于现有技术中通过刚体变化，迭代等过程获得第三信息的计算量降低，方便用户的使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种信息处理的方法；

图2为本发明实施例提供的另一种信息处理的方法；

图3为本发明实施例提供的一种信息处理的装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例提供一种信息处理的方法，应用于电子设备，包括以下步骤101～105：

101、第一采集单元获取目标物体的第一信息；

102、第二采集单元获取目标物体的第二信息；

103、运动采集单元获取所述目标物体的运动信息；

104、根据所述第一信息、所述第二信息以及所述运动信息形成记录所述目标物体的文件格式；

105、根据所述格式的文件计算所述目标物体的第三信息。

本发明实施例提供了一种信息处理的方法，通过获取第一信息，第二信息和运动信息，并且根据上述信息形成目标物体的文件格式，从而根据该文件格式计算出目标物体的第三信息，相对于现有技术中通过刚体变化，迭代等过程获得第三信息的计算量降低，方便用户的使用。

实施例二

本发明实施例提供一种信息处理的方法，应用于电子设备，如图2所示，包括如下步骤201～205。

201、第一采集单元获取目标物体的图像信息；所述图像信息包括位置、色彩、位宽、亮度以及对比度信息中的至少一个，还可以包括维度和字段的名字等，本发明实施例并不限定图像信息的内容，根据实际需要进行采集即可。优选的，所述第一采集单元包括图像传感器。

202、第二采集单元获取目标物体的深度信息；所述深度信息包括所述目标物体各点的位移信息；优选的，所述第二采集单元包括加速度传感器。进一步的，根据所述目标物体各点的位移信息构造所述目标物体各点的平移矩阵T。

203、运动采集单元获取所述目标物体的运动信息；所述运动信息包括目标物体的角度信息，优选的，通过陀螺仪、角速度传感器或三维配准算法获取所述目标物体的运动信息。优选的，所述角度信息包括在坐标轴内，所述图形与X轴角度θ、与Y轴角度和与Z轴角度φ。

204、根据所述图像信息、所述深度信息以及所述运动信息形成记录所述目标物体的文件格式；具体的，所述文件格式为将深度信息以及运动信息设置在所述第一信息所在的所述目标物体各点的文件头中。

示例性的，将目标物体的角度信息，以PCD（Point Cloud Library，点云数据）文件格式为例，PCD文件的文件头的域FIFLDS中可以指定目标物体的角度信息，例如：GLOBALθ、φ，在本发明中这三个角度可以为测得的任何角度值。

此外，在各点的文件头中还设置有照相机内部参数，所述照相机内部参数包括焦距和/或基点，以便构造目标物体各点的标定矩阵K，通过在文件头中设置这些信息能够全面反映应该点的状态。

需要说明的是，本发明适用于所有三维图形的文件格式，不局限在PCD文件格式，还可以用在OBJ文件格式，STL文件格式等。

205、根据所述格式的文件计算所述目标物体的第三信息。

需要说明的是，在204步骤中的文件头属于所述格式的文件的一部分，位于所述格式的文件的开头部分，包含第一信息，第二信息和运动信息这部分数据的文件，通过将信息设置在该文件头中，以便三维图像重构时进行调用。

具体的，步骤205包括：根据所述文件头中的深度信息和运动信息计算所述目标物体的三维图形。

进一步的，根据所述文件头中的深度信息和运动信息计算所述目标物体的三维图形包括：根据所述角度信息计算所述目标物体的旋转矩阵；根据所述各点的标定矩阵，所述各点的平移矩阵和所述旋转矩阵计算所述目标物体的投影矩阵。

具体的，根据所述角度信息计算所述目标物体的旋转矩阵R可以通过以下公式获得。

可见旋转矩阵R通过为一个3*3的矩阵获得，相对于现有技术中通过刚体变化，迭代等过程获得旋转矩阵的方法，本发明实施例中，旋转矩阵R的计算量降低。

具体的，所述各点的标定矩阵K，所述各点的平移矩阵T和所述旋转矩阵R通过关系P～K[R T]计算得到投影矩阵，投影矩阵为目标物体的三维图形，可以看出，由于R的计算量降低，获得目标物体的三维图形的计算量相应也会减小，提高了重构过程速度。

需要说明的是，对于前述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。

本发明实施例提供了一种信息处理的方法，通过获取目标物体的图像信息，深度信息，运动信息，并设置在各点的文件头中，这样，根据运动信息计算所述目标物体的旋转矩阵时可以降低计算量，相对于现有技术中获取旋转矩阵的过程计算量降低，进一步的，利用本发明中得到的旋转矩阵，在计算投影矩阵时提高了速度，从而降低的三维图形的重构时间，方便了用户的使用，提高了用户的体验效果。

实施例三

如图3所示，本发明实施例提供一种信息处理的装置10，应用于电子设备，包括：第一采集单元11、第二采集单元12、运动采集单元13和处理单元14；

所述第一采集单元11用于获取目标物体的第一信息；

所述第二采集单元12获取目标物体的第二信息；

所述运动采集单元13获取所述目标物体的运动信息；

所述处理单元14用于根据所述第一信息、所述第二信息以及所述运动信息形成记录所述目标物体的文件格式；

所述处理单元14还用于根据所述格式的文件计算所述目标物体的第三信息。

本发明实施例提供了一种信息处理的装置，通过运动采集单元获取所述图形的运动信息，并且该运动信息形成在目标物体的文件格式中，通过处理单元根据所述文件格式计算第三信息，相对于现有技术中通过迭代等方法获取第三信息的计算量降低，从而降低三维图像的重构时间，方便用户的使用。

在本发明实施例中，所述运动采集单元包括陀螺仪、角速度传感器或3D配准算法；所述第二采集单元包括加速度传感器；所述第一采集单元包括图像传感器。

优选的，所述第一信息为图像信息，所述第二信息为深度信息，所述文件格式为将第二信息以及运动信息设置在所述目标物体中各点的文件头中。

所述处理单元14具体用于：根据所述文件头中的深度信息和运动信息计算所述目标物体的三维图形。

优选的，所述文件头中还设置有照相机内部参数，所述照相机内部参数包括焦距和/或基点，优选的，所述深度信息包括所述目标物体各点的位移信息。

进一步的，所述处理单元14还用于根据所述目标物体各点的位移信息构造所述目标物体各点的平移矩阵T；根据所述照相机内部参数构造所述目标物体各点的的标定矩阵K。

优选的，所述图像信息包括各点的位置、色彩、位宽、亮度以及对比度信息中的至少一个，还可以包括维度和字段的名字等。通过在文件头中设置这些信息能够全面反映应该点的状态。

所述运动信息包括所述目标物体的角度信息；具体的，所述角度信息包括在坐标轴内，所述图形与X轴角度θ、与Y轴角度和与Z轴角度φ。以PCD（Point Cloud Library，点云数据）文件格式为例，PCD文件的文件头的域FIFLDS中可以设置图形的角度信息，例如：GLOBALθ、φ，在本发明中这三个角度可以为测得的任何角度值。需要说明的是，本发明适用于所有三维图形的文件格式，不局限在PCD文件格式，还可以用在OBJ文件格式，STL文件格式等。在本发明实施例中可以通过陀螺仪、角速度传感器或三维配准算法获取所述图形的角度信息。

进一步的，所述处理单元具体用于通过计算以下公式获得所述旋转矩阵R。

可见，旋转矩阵R通过为一个3*3的矩阵获得，相对于现有技术中通过刚体变化，迭代等过程获得旋转矩阵的方法，本发明实施例中，旋转矩阵R的计算量降低。

进一步的，处理单元用于根据各点的标定矩阵K，各点的平移矩阵T和所述图形的旋转矩阵R计算目标物体的投影矩阵P。具体关系P～K[R T]，可以看出，R的计算量降低，该点投影矩阵P的计算量相应也会减小，提高了重构过程速度，从而降低了三维图形的重构时间，方便用户使用。

实施例四

本发明实施例提供一种三维图形的文件格式，包括：

在所述图形的各个点的文件头中设置有该点的图像信息；在本发明实施例中所述图像信息能够表征该点的基本物理信息，优选的，所述图像信息包括该点的位置、色彩、位宽、亮度以及对比度信息中的至少一个。

并且，在该点的文件头中设置有所述图形的角度信息、照相机内部参数和该点的位移信息，所述角度信息为在坐标轴内，所述图形与X轴角度θ、与Y轴角度与Z轴角度φ。

例如，在基于点云集合的PCD文件头中，可以指定如下：

FIELDS x y z，指定点的位置；

FIELDS x y z rgb，指定点的颜色；

FIELDS x y z normal_xnormal_ymormal_z，指定点的曲面法线；

FIELDS j1 j2 j3，指定点的矩不变量；

GLOBALθ、φ，指定图形的角度信息。

这样，在图形重构过程中，根据所述角度信息计算所述图形的旋转矩阵R；所述照相机内部参数包括焦距或基点等，以便构造该点的标定矩阵K；根据所述位移信息构造该点的平移矩阵T，进一步的，目标物体的投影矩阵P，通过P～K[R T]这一关系可以得到。

具体的，通过以下公式得到所述目标物体的旋转矩阵R。

可见，通过在该点的文件头中设置有图形角度信息，旋转矩阵R通过为一个3*3的矩阵获得，相对于现有技术中通过刚体变化，迭代等过程获得旋转矩阵的方法，本发明实施例中，旋转矩阵R的计算量降低，进一步的，利用本发明中得到的旋转矩阵，在计算投影矩阵时提高了速度，从而降低的三维图形的重构时间，方便了用户的使用，提高了用户的体验效果。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种信息处理的方法，应用于电子设备，其特征在于，包括：

第一采集单元获取目标物体的第一信息，所述第一信息为图像信息；

第二采集单元获取目标物体的第二信息，所述第二信息为深度信息，所述深度信息包括所述目标物体各点的位移信息；根据所述目标物体各点的位移信息构造所述目标物体各点的平移矩阵；

运动采集单元获取所述目标物体的运动信息；所述运动信息包括目标物体的角度信息，所述角度信息包括在坐标轴内，所述图形与X轴角度θ、与Y轴角度和与Z轴角度φ；

根据所述格式的文件计算所述目标物体的三维图形。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述文件格式为将所述第二信息以及所述运动信息设置在所述第一信息所在的所述目标物体各点的文件头中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述格式的文件计算所述目标物体的第三信息，包括：根据所述文件头中的深度信息和运动信息计算所述目标物体的三维图形。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述文件头中还设置有照相机内部参数，所述照相机内部参数包括焦距和/或基点。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述照相机内部参数构造所述目标物体各点的标定矩阵。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述文件头中的深度信息和运动信息计算所述目标物体的三维图形，包括：根据所述角度信息计算所述目标物体的旋转矩阵；根据所述各点的标定矩阵，所述各点的平移矩阵和所述旋转矩阵计算所述目标物体的投影矩阵。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述角度信息计算所述目标物体的旋转矩阵具体为：

通过计算获得。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运动采集单元包括陀螺仪、角速度传感器或3D配准算法；所述第二采集单元包括加速度传感器；所述第一采集单元包括图像传感器。

9.一种信息处理的装置，应用于电子设备，其特征在于，包括：第一采集单元、第二采集单元、运动采集单元和处理单元；

所述第一采集单元用于获取目标物体的第一信息，所述第一信息为图像信息；

所述第二采集单元获取目标物体的第二信息，所述第二信息为深度信息，所述深度信息包括所述目标物体各点的位移信息；

所述运动采集单元获取所述目标物体的运动信息；所述运动信息包括目标物体的角度信息，所述角度信息包括在坐标轴内，所述图形与X轴角度θ、与Y轴角度和与Z轴角度φ；

所述处理单元还用于根据所述格式的文件计算所述目标物体的三维图形；

所述处理单元还用于根据所述目标物体各点的位移信息构造所述目标物体各点的平移矩阵。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，

所述文件格式为将所述第二信息以及所述运动信息设置在所述第一信息所在的所述目标物体中各点的文件头中。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于：根据所述文件头中的深度信息和运动信息计算所述目标物体的三维图形。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述文件头中还设置有照相机内部参数，所述照相机内部参数包括焦距和/或基点。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：根据所述照相机内部参数构造所述目标物体各点的标定矩阵。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于：根据所述角度信息计算所述目标物体的旋转矩阵；根据所述各点的标定矩阵，所述各点的平移矩阵和所述旋转矩阵计算所述目标物体的投影矩阵。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体通过计算以下公式获得所述旋转矩阵

16.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述运动采集单元包括陀螺仪、角速度传感器或3D配准算法；所述第二采集单元包括加速度传感器；所述第一采集单元包括图像传感器。