CN105451009B

CN105451009B - 一种信息处理方法及电子设备

Info

Publication number: CN105451009B
Application number: CN201410265717.9A
Authority: CN
Inventors: 杨晨; 刘文静
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2017-12-29
Anticipated expiration: 2034-06-13
Also published as: CN105451009A

Abstract

本发明公开了一种信息处理方法及电子设备，该方法应用于电子设备中，该电子设备包括投影单元和N个图像采集单元，N≥2，该方法包括：通过投影单元将具有条纹的第一图像投影在第一投影区域；根据预设规则从N个图像采集单元中确定出目标图像采集单元；通过目标图像采集单元以第一投影区域和第一投影图像为拍摄对象，采集获得第二图像；基于第二图像，计算出第一投影区域上的至少一个点与电子设备间的至少一个距离，进而获得一距离集合。本发明提供的方法和电子设备用以解决现有技术中，根据固定基线距的图像采集单元采集的图像来计算拍摄场景上各点的深度，存在的精度低或不能计算出深度数据的技术问题。

Description

一种信息处理方法及电子设备

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种信息处理方法及电子设备。

背景技术

获取拍摄场景中各点相对于摄像机的距离是计算机视觉系统的重要任务之一。拍摄场景中各点相对于摄像机的距离的集合可以用深度图来表示，即深度图中的每一个像素值表示拍摄场景中某一点与摄像机之间的距离。

计算机视觉系统获取场景深度图技术可分为被动测距传感和主动深度传感两大类。其中，主动测距传感是指视觉系统首先向拍摄场景发射能量，然后接收场景对所发射能量的反射能量，再通过接收到的发射能量来计算出场景深度。

当前，主动测距传感最常用的方法是，由投影单元投影具有基准线条的图像到拍摄场景，由固定基线距的摄像机来采集具有投影图像的拍摄场景的图像，再通过图像上显示的投影图像纹理特征，求解出拍摄场景上各点的场景深度。

但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

由固定基线距的摄像机采集具有投影图像的拍摄场景的图像，当拍摄对象较远时，存在精度低的问题；当拍摄对象较近时，存在投影图像上的基准线条错位导致不能计算出深度数据的问题。

可见，现有技术中根据固定基线距的图像采集单元采集的图像来计算拍摄场景上各点的深度，存在精度低或不能计算出深度数据的技术问题。

发明内容

本申请实施例通过提供一种信息处理方法及电子设备，解决了现有技术中，根据固定基线距的图像采集单元采集的图像来计算拍摄场景上各点的深度，存在精度低或不能计算出深度数据的技术问题。

一方面，本申请实施例提供了如下技术方案：

一种信息处理方法，应用于电子设备中，所述电子设备包括投影单元和N个图像采集单元，N≥2，N为整数，所述方法包括：

通过所述投影单元将具有条纹的第一图像投影在第一投影区域；

根据预设规则从所述N个图像采集单元中确定出目标图像采集单元；

通过所述目标图像采集单元以所述第一投影区域和所述第一图像在所述第一投影区域上的第一投影图像为拍摄对象，采集获得第二图像；

基于所述第二图像，计算出所述第一投影区域上的至少一个点与所述电子设备间的至少一个距离，进而获得一距离集合。

可选的，所述根据预设的规则从所述N个图像采集单元中确定出目标图像采集单元，具体为：通过所述N个图像采集单元中的第一图像采集单元以所述第一投影区域和所述第一投影图像为拍摄对象，采集获得第三图像，其中，所述第一图像采集单元为所述N个图像采集单元中的任一图像采集单元；基于所述第三图像，计算出所述第一投影区域与所述电子设备间的第一距离；基于所述第一距离，及预设的第一距离与目标图像采集单元的关系，从所述N个图像采集单元中确定出与所述第一距离对应的所述目标图像采集单元。

可选的，所述预设的第一距离与目标图像采集单元的关系，包括：所述目标图像采集单元与所述投影单元的距离，随着所述第一距离的增大而增大。

可选的，所述第一图像采集单元为所述N个图像采集单元中，与所述投影单元的距离最远的图像采集单元。

可选的，所述第一图像为M条平行的直条纹组成的图像，M≥2，M为整数。

可选的，所述第一图像采集单元为所述N个图像采集单元中，沿第一方向与所述投影单元的距离最远的图像采集单元，其中，所述第一方向为与所述直条纹垂直的方向。

另一方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括N个图像采集单元，N≥2，N为整数，还包括：

投影单元，用于将具有条纹的第一图像投影在第一投影区域；

确定模块，用于根据预设规则从所述N个图像采集单元中确定出目标图像采集单元；

采集模块，用于通过所述目标图像采集单元以所述第一投影区域和所述第一图像在所述第一投影区域上的第一投影图像为拍摄对象，采集获得第二图像；

计算模块，用于基于所述第二图像，计算出所述第一投影区域上的至少一个点与所述电子设备间的至少一个距离，进而获得一距离集合。

可选的，所述确定模块包括：采集单元，用于通过所述N个图像采集单元中的第一图像采集单元以所述第一投影区域和所述第一投影图像为拍摄对象，采集获得第三图像，其中，所述第一图像采集单元为所述N个图像采集单元中的任一图像采集单元；计算单元，用于基于所述第三图像，计算出所述第一投影区域与所述电子设备间的第一距离；确定单元，用于基于所述第一距离，及预设的第一距离与目标图像采集单元的关系，从所述N个图像采集单元中确定出与所述第一距离对应的所述目标图像采集单元。

可选的，所述确定单元还用于：基于所述第一距离，根据预设的所述目标图像采集单元与所述投影单元的距离，随着所述第一距离的增大而增大的关系，从所述N个图像采集单元中确定出与所述第一距离对应的所述目标图像采集单元。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本申请实施例提供的方法及电子设备，在多个图像采集单元中，按照预设规则确定出目标图像采集单元，再通过目标图像采集单元，以投影区域和投影在投影区域的条纹图像为拍摄对象，采集获得第二图像，并根据第二图像来计算投影区域上各点的深度，使得用户可以根据需要选择基线距合适的目标图像采集单元来恢复深度，实现了提高深度计算精度的技术效果。

2、本申请实施例提供的方法及电子设备，通过任一图像采集单元采集的图像先估算出投影区域与电子设备的距离，再根据估算出的距离来确定目标图像采集单元，以保证目标图像采集单元为与当前投影区域与电子设备的距离最匹配的图像采集单元，进一步实现了提高深度计算精度的技术效果。

3、本申请实施例提供的方法及电子设备，设置以基线距最大的图像采集单元采集的图像来初步估算投影区域与电子设备的距离，解决了使用基线距小的图像采集单元采集的图像估算出的距离准确度低的问题，以提高估算出的距离的准确度，进而进一步提高深度的计算精度。

附图说明

图1为本申请实施例一中信息处理方法的流程图；

图2为本申请实施例一中深度恢复原理示意图；

图3A为本申请实施例一中基线距较小时的示意图；

图3B为本申请实施例一中基线距较大时的示意图；

图4为本申请实施例二中电子设备的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种信息处理方法及电子设备，实现了提高拍摄场景深度的计算精度的技术效果。

为了解决上述现有技术存在的技术问题，本申请实施例提供的技术方案的总体思路如下：

通过上述内容可以看出，在多个图像采集单元中，按照预设规则确定出目标图像采集单元，再通过目标图像采集单元，以投影区域和投影在投影区域的条纹图像为拍摄对象，采集获得第二图像，并根据第二图像来计算投影区域上各点的深度，使得用户可以根据需要选择基线距合适的目标图像采集单元来恢复深度，实现了提高深度计算精度的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一：

在实施例一中提供了一种信息处理方法，应用于电子设备中，所述电子设备包括投影单元和N个图像采集单元，N≥2，N为整数，请参考图1，图1为本申请实施例一的信息处理方法的流程图，所述方法包括:

步骤S101，通过所述投影单元将具有条纹的第一图像投影在第一投影区域；

步骤S102，根据预设规则从所述N个图像采集单元中确定出目标图像采集单元；

步骤S103，通过所述目标图像采集单元以所述第一投影区域和所述第一图像在所述第一投影区域上的第一投影图像为拍摄对象，采集获得第二图像；

步骤S104，基于所述第二图像，计算出所述第一投影区域上的至少一个点与所述电子设备间的至少一个距离，进而获得一距离集合。

在具体实施过程中，所述电子设备可以为照相机、智能手机、平板电脑、摄像机、笔记本、台式电脑等电子设备，在本实施例中不再一一列举。

本申请实施例提供的信息处理的方法，不仅可以应用于静止拍摄场景的深度恢复，还可以应用于动态拍摄场景的深度恢复。

下面将结合图1，对实施例一中提供的信息处理的方法，按步骤进行详细介绍：

首先，执行步骤S101，通过所述投影单元将具有条纹的第一图像投影在第一投影区域；

在具体实施过程中，所述投影单元可以为红外激光器或其余能提供清晰的条纹投影的投影单元，在本实施例中不作限制。

在具体实施过程中，为了减少后续计算的复杂度，设置所述第一图像为M条平行的直条纹组成的图像，M≥2，M为整数。直条纹之间的距离可以根据需要拍摄的投影区域的外表形态来设置。

当然，也可以根据投影区域的外表形态不同，设置所述第一图像为环形条纹、折线条纹或弧形条纹等条纹中的一种或多种组成的图像，在本实施例中不作限制。

在通过步骤S101，将第一图像投影在第一投影区域后，执行步骤S102，即根据预设规则从所述N个图像采集单元中确定出目标图像采集单元。

在本申请实施例中，所述预设规则可以为预设的根据投影区域与电子设备的距离来选择目标图像采集单元的规则，也可以为根据投影区域表面的深度分布特征来选择目标图像采集单元的规则，在本实施例中不作限制。

下面以所述预设规则为预设的根据投影区域与电子设备的距离来选择目标图像采集单元的规则为例，来分别说明投影区域与电子设备的距离的确定方式和根据距离确定目标图像采集单元的方式。

首先，介绍投影区域与电子设备的距离的确定方式。

在具体实施过程中，投影区域与电子设备的距离可以通过图像采集单元进行深度恢复来获得，也可以通过专用的测距仪器测量获得，下面分别进行说明：

第一种，通过图像采集单元进行深度恢复来获得投影区域与电子设备的距离。

即通过所述N个图像采集单元中的第一图像采集单元以所述第一投影区域和所述第一投影图像为拍摄对象，采集获得第三图像，其中，所述第一图像采集单元为所述N个图像采集单元中的任一图像采集单元；

基于所述第三图像，计算出所述第一投影区域与所述电子设备间的第一距离。

具体来讲，请参考图2，如图2所示，第一图像采集单元201的基线距是指第一图像采集单元201与投影单元202的距离，当第一图像采集单元201的基线距固定时，随着需要拍摄的第一投影区域203与电子设备204的距离不同，第一图像采集单元201获得的第一投影区域203的视差也不相同，具体计算公式如下：

d＝B*f/Z

其中，d为视差，是指从投影单元202和第一图像采集单元201两个位置上观察第一投影区域203所产生的方向差异，B为第一图像采集单元201的基线距，f为第一图像采集单元201的焦距，Z为第一投影区域203与电子设备204的距离。

上述公式可以变形为Z＝B*f/d，其中B和f为已知，视差d可以通过用于提取视差的图像处理算法，处理第一图像采集单元201以第一投影单元202的第一投影图像和第一投影区域203为采集对象采集的图像来获得。将B、f和d带入Z＝B*f/d，可以计算出Z，从而获得第一投影区域203与电子设备204的距离。

在本申请实施例中，所述第一图像采集单元为所述N个图像采集单元中，与所述投影单元的距离最远的图像采集单元。

在本申请实施例中，当第一图像为多条平行的直条纹组成的图像时，所述第一图像采集单元为所述N个图像采集单元中，沿第一方向与所述投影单元的距离最远的图像采集单元，其中，所述第一方向为与所述直条纹垂直的方向。

具体来讲，使用图像采集单元进行深度恢复来获得投影区域与电子设备的距离，不需要在电子设备上额外设置其余测距仪器，能实现节约电子设备的制造成本的技术效果。

进一步，设置以基线距最大的图像采集单元采集的图像来初步估算投影区域与电子设备的距离，避免使用基线距小的图像采集单元采集的图像，由于视差小，投影条纹位移小导致估算出的距离不准确的问题，以提高估算出的距离的准确度，进而进一步提高深度的计算精度。

进一步，当第一图像为多条平行的直条纹组成的图像时，设置沿与所述直条纹垂直的方向距离最远的图像采集单元采集的图像来初步估算投影区域与电子设备的距离，由于其获得的投影图像形变最大，估算出的距离最精确，进而能进一步提高深度的计算精度。

第二种，通过专用的测距仪器测量获得投影区域与电子设备的距离。

在本申请实施例中，也可以通过专用的测距仪器，比如激光测距仪、红外测距仪或超声波测距仪等，通过投影区域对测距仪器发出的光或波的反射来计算出投影区域和电子设备的距离。

具体来讲，使用专用的测距仪器来获得投影区域与电子设备的距离，不需要对图像采集单元获取的图像进行图像处理，减少了电子设备的数据处理量，实现了加快投影区域与电子设备的距离的获取速度的技术效果。

接下来，介绍根据距离确定目标图像采集单元的方式。

在本申请实施例中，在计算出所述第一投影区域与所述电子设备间的第一距离之后，基于所述第一距离，及预设的第一距离与目标图像采集单元的关系，从所述N个图像采集单元中确定出与所述第一距离对应的所述目标图像采集单元。

下面以第一图像为两条直条纹组成的图像为例，来说明如何根据距离来确定目标图像采集单元：

如图3A和3B所示，投影区域上有一凸起结构301，第一图像投影在投影区域后形成第一投影条纹302和第二投影条纹303。

当图像采集单元的基线距B较小时，由于视差也对应较小，如图3A所示，图像采集单元采集的图像上，第一投影条纹302和第二投影条纹303从投影区域上的平面区域延续至凸起结构301上时，线条位移较小，导致深度提取精度较低。

当图像采集单元的基线距B较大时，由于视差也对应变大，如图3B所示，图像采集单元采集的图像上，第一投影条纹302和第二投影条纹303从投影区域上的平面区域延续至凸起结构301上时，线条位移较大，出现了第一投影条纹302和第二投影条纹303的错位，导致深度提取时，不能精确区分出第一投影条纹302和第二投影条纹303，进而导致深度提取失败。

故在确定出第一投影区域与所述电子设备间的第一距离之后，需根据预设的第一距离与目标图像采集单元的关系，确定出其基线距与第一距离匹配的目标图像采集单元，以使目标图像采集单元采集的图像在不出现投影条纹错位的前提下，获得较大的视差。

在具体实施过程中，为了保证确定出的目标图像采集单元采集的图像在不出现投影条纹错位的前提下，获得较大的视差，预设的第一距离与目标图像采集单元的关系可以是按照试验或经验预先设定的，也可以是按照公式d＝B*f/Z预先计算后设定的，在本实施例中不作限制。

在具体实施过程中，根据公式d＝B*f/Z可知，要想维持视差d在合适的数值，随着第一投影区域与所述电子设备的距离Z的增加，应该增加基线距B，故可以设置所述预设的第一距离与目标图像采集单元的关系，包括：

所述目标图像采集单元与所述投影单元的距离，随着所述第一距离的增大而增大。

具体来讲，先估算出投影区域与电子设备的距离，再根据估算出的距离来确定目标图像采集单元，以保证根据前述预设规则确定的目标图像采集单元采集的第一图像能在不出现投影条纹错位的前提下，获得较大的视差，进而能实现在保证深度提取成功的前提下，获得较高的深度恢复精度的技术效果。

在通过步骤S102确定出目标图像采集单元后，执行步骤S103和S104，即通过所述目标图像采集单元以所述第一投影区域和所述第一图像在所述第一投影区域上的第一投影图像为拍摄对象，采集获得第二图像；再基于所述第二图像，计算出所述第一投影区域上的至少一个点与所述电子设备间的至少一个距离，进而获得一距离集合。

在具体实施过程中，通过目标图像采集单元采集的第二图像计算出第一投影区域上的点与电子设备的距离的方法，也是基于公式d＝B*f/Z来计算，即将上述公式变形为Z＝B*f/d，其中B和f为已知，视差d可以通过用于提取视差的图像处理算法，处理目标图像采集单元采集的第二图像来获得。将B、f和d带入Z＝B*f/d，即可以计算出Z。

当计算出第一投影区域上的多个点与电子设备的距离获得距离集合后，就能够根据不同点与电子设备的距离的差值，获取出第一投影区域外表面的深度变化特征。

另一方面，基于同一发明构思，本发明通过本申请的另一实施例提供一种与实施例一中的方法对应的电子设备，详见实施例二。

实施例二：

在实施例二中，提供了一种电子设备，请参考图4，图4为本申请实施例二的电子设备的结构图，所述电子设备包括N个图像采集单元401，N≥2，N为整数，还包括：

投影单元402，用于将具有条纹的第一图像投影在第一投影区域；

确定模块403，用于根据预设规则从所述N个图像采集单元中确定出目标图像采集单元；

采集模块404，用于通过所述目标图像采集单元以所述第一投影区域和所述第一图像在所述第一投影区域上的第一投影图像为拍摄对象，采集获得第二图像；

计算模块405，用于基于所述第二图像，计算出所述第一投影区域上的至少一个点与所述电子设备间的至少一个距离，进而获得一距离集合。

在本申请实施例中，所述确定模块403包括：

采集单元，用于通过所述N个图像采集单元中的第一图像采集单元以所述第一投影区域和所述第一投影图像为拍摄对象，采集获得第三图像，其中，所述第一图像采集单元为所述N个图像采集单元中的任一图像采集单元；

计算单元，用于基于所述第三图像，计算出所述第一投影区域与所述电子设备间的第一距离；

确定单元，用于基于所述第一距离，及预设的第一距离与目标图像采集单元的关系，从所述N个图像采集单元中确定出与所述第一距离对应的所述目标图像采集单元。

在本申请实施例中，所述确定单元还用于：

基于所述第一距离，根据预设的所述目标图像采集单元与所述投影单元的距离，随着所述第一距离的增大而增大的关系，从所述N个图像采集单元中确定出与所述第一距离对应的所述目标图像采集单元。

在本申请实施例中，所述第一图像为M条平行的直条纹组成的图像，M≥2，M为整数。

在本申请实施例中，所述第一图像采集单元为所述N个图像采集单元中，沿第一方向与所述投影单元的距离最远的图像采集单元，其中，所述第一方向为与所述直条纹垂直的方向。

本实施例中提供的电子设备与实施例一中提供的信息处理方法，是基于同一发明构思下的两个方面，在前面已经对方法的实施过程作了详细的描述，所以本领域技术人员可根据前述描述清楚的了解本实施例中的电子设备的结构及实施过程，为了说明书的简洁，在此就不再赘述了。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

具体来讲，本申请实施例中的两种信息处理方法对应的计算机程序指令可以被存储在光盘，硬盘，U盘等存储介质上。

对于实施例一提供的信息处理方法，当存储介质中的与所述信息处理方法对应的计算机程序指令被一电子设备读取或被执行时，包括如下步骤：

可选的，所述存储介质中存储的与步骤：根据预设的规则从所述N个图像采集单元中确定出目标图像采集单元，对应的计算机指令在具体被执行过程中，具体包括如下步骤：

通过所述N个图像采集单元中的第一图像采集单元以所述第一投影区域和所述第一投影图像为拍摄对象，采集获得第三图像，其中，所述第一图像采集单元为所述N个图像采集单元中的任一图像采集单元；

基于所述第三图像，计算出所述第一投影区域与所述电子设备间的第一距离；

基于所述第一距离，及预设的第一距离与目标图像采集单元的关系，从所述N个图像采集单元中确定出与所述第一距离对应的所述目标图像采集单元。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种信息处理方法，应用于电子设备中，所述电子设备包括投影单元和N个图像采集单元，N≥2，N为整数，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的规则从所述N个图像采集单元中确定出目标图像采集单元，具体为：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设的第一距离与目标图像采集单元的关系，包括：

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一图像采集单元为所述N个图像采集单元中，与所述投影单元的距离最远的图像采集单元。

5.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述第一图像为M条平行的直条纹组成的图像，M≥2，M为整数。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一图像采集单元为所述N个图像采集单元中，沿第一方向与所述投影单元的距离最远的图像采集单元，其中，所述第一方向为与所述直条纹垂直的方向。

7.一种电子设备，所述电子设备包括N个图像采集单元，N≥2，N为整数，还包括：

8.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述确定模块包括：

9.如权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述确定单元还用于：

10.如权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述第一图像采集单元为所述N个图像采集单元中，与所述投影单元的距离最远的图像采集单元。

11.如权利要求7-9任一所述的电子设备，其特征在于，所述第一图像为M条平行的直条纹组成的图像，M≥2，M为整数。

12.如权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述第一图像采集单元为所述N个图像采集单元中，沿第一方向与所述投影单元的距离最远的图像采集单元，其中，所述第一方向为与所述直条纹垂直的方向。