CN110349205A - 一种物体体积的测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种物体体积的测量方法及装置，其中，方法包括：获取包含待测量物体的待处理深度图像；计算待处理深度图像中，待测量物体所在区域的像素点的平均像素值；在区域中非平面像素点的数量大于预设数量阈值时，则确定多个实体的体积之和为待测量物体的体积；多个实体为用于组成区域的多个子区域所表示的多个实体；或者，计算区域表示的实体的最小外接长方体的体积为待测量物体的体积；所述非平面像素点为区域中与平均像素值的差值大于目标预设差值阈值的像素点。通过本申请实施例，使得计算出的待测量物体体积的准确性得到提高。

Description

一种物体体积的测量方法及装置

技术领域

本申请涉及图像处理领域，特别是涉及一种物体体积的测量方法及装置。

背景技术

在实际应用中，需要测量物体的体积。例如，随着网络商城的发展物流也随之快速发展，使得物流行业的货流压力越来越大；因此，为了提升货车运力需要对包裹体积进行测量。

在实际应用中，包裹可能是规则体，也可能是非规则体，其中，相当数量的一部分包裹是非规则体。

对于非规则体，进行测量得到的测量结果的准确性较低。

发明内容

基于此，本申请提出了一种物体体积的测量方法，用以提高非规则物体的体积测量结果的准确性。

本申请还提供了一种物体体积的装置，用以保证上述方法在实际中的实现及应用。

本申请提供的技术方案为：

本申请公开了一种物体体积的测量方法，包括：

获取包含待测量物体的待处理深度图像；

计算所述待处理深度图像中，所述待测量物体所在区域的像素点的平均像素值；

在所述区域中非平面像素点的数量大于预设数量阈值时，则确定多个实体的体积之和为所述待测量物体的体积；所述多个实体为用于组成所述区域的多个子区域所表示的多个实体；或者，计算所述区域表示的实体的最小外接长方体的体积为所述待测量物体的体积；所述非平面像素点为所述区域中与所述平均像素值的差值大于目标预设差值阈值的像素点。

其中，所述确定用于组成所述区域的多个子区域分别表示的实体的体积之和为所述待测量物体的体积，包括：

将所述区域划分为多个子区域；

确定待处理子区域的平均像素值与所述底平面深度值间的差值为所述待处理子区域表示的实体的高度；所述待处理子区域为所述多个子区域中的任一个子区域；

确定所述待处理子区域的最小外接矩形为待处理外接矩形；依据所述待处理外接矩形的顶点深度值，确定所述待处理子区域表示的实体的长度和宽度；

依据所述待处理子区域表示的实体的高度、长度和宽度，确定所述待处理子区域表示的实体的体积；

确定所述待处理子区域表示的实体的体积和为所述待测量物体的体积。

其中，所述计算所述区域表示的实体的最小外接长方体的体积为所述待测量物体的体积，包括：

确定所述区域的最小外接矩形；

确定以包含待处理顶点的预设大小区域与所述区域相交的区域为目标区域；所述待处理顶点为所述最小外接矩形的任意一个顶点；

计算所述目标区域中像素点的平均像素值为所述待处理顶点的深度值；

计算所述待处理顶点的深度值中最大的深度值与所述底平面深度值的差值为所述待测量物体的高度；

依据所述最小外接矩形的顶点深度值，计算所述待测量物体的长度和宽度；

确定所述待测量物体的长度、宽度与所述待测量物体的高度的乘积为所述待测量物体的体积。

其中，在所述计算所述待处理深度图像中，所述待测量物体所在区域的像素点的平均像素值之后，还包括：

在所述区域中所述非平面像素点的数量不大于所述预设数量阈值时，依据所述平均像素值计算所述待测量物体的高度；依据所述区域的最小外接矩形的顶点像素值计算所述待测量物体的长度和宽度；计算所述待测量物体的体积。

其中，在所述依据所述平均像素值计算所述待测量物体的高度；依据所述区域的最小外接矩形的顶点像素值计算所述待测量物体的长度和宽度之后，且在所述计算所述待测量物体的体积之前，还包括：

获取预设的长度比值、预设的宽度比值和预设的高度比值；

采用所述长度比值对所述待测量物体的长度进行优化，得到优化后的第一长度；

采用所述宽度比值对所述待测量物体的宽度进行优化，得到优化后的第一宽度；

采用所述高度比值对所述待测量物体的高度进行优化，得到优化后的第一高度；

所述计算所述待测量物体的体积，包括：

采用所述优化后的第一长度、所述优化后的第一宽度和所述优化后的第一高度，计算所述待测量物体的体积。

其中，在所述计算所述待处理顶点的深度值中最大的深度值与所述底平面深度值的差值为所述待测量物体的高度；依据所述最小外接矩形的顶点深度值，计算所述待测量物体的长度和宽度之后，且在所述确定所述待测量物体的长度、宽度与所述待测量物体的高度的乘积为所述待测量物体的体积之前，还包括：

获取所述高度比值、所述长度比值和所述宽度比值；

采用所述高度比值对所述待测量物体的高度进行优化，得到优化后的第二高度。

采用所述长度比值对所述待测量物体的长度进行优化，得到优化后的第二长度；

采用所述宽度比值对所述待测量物体的宽度进行优化，得到优化后的第二宽度；

所述以所述待测量物体的长度、宽度与所述待测量物体的高度的乘积为所述待测量物体的体积，包括：

依据所述优化后的第二高度、所述优化后的第二长度和所述优化后的第二宽度的乘积为所述待测量物体的体积。

其中，在所述获取包含待测量物体的待处理深度图像之后，且在所述计算所述待处理深度图像中，所述待测量物体所在区域的像素点的平均像素值之前，还包括：

获取深度相机与底平面在预设第一方向和预设第二方向上的偏移角度，以及在垂直于所述底平面的方向上的偏移量；所述底平面为用于放置所述待测量物体的平面；

分别依据所述第一方向上的偏移角度、所述第二方向上的偏移角度与所述偏移量，对所述待处理深度图像进行矫正；

所述计算所述待处理深度图像中，所述待测量物体所在区域的像素点的平均像素值，包括：

计算矫正后的待处理深度图像中，所述待测量物体所在区域的像素点的平均像素值。

其中，通过以下方式确定所述第一方向上的偏移角度与所述第二方向上的偏移角度：

获取所述深度相机对未放置待测量物体所拍摄的图像为背景深度图像；

从所述背景深度图像中分割出预设区域；所述预设区域为用于放置所述待测量物体且不存在干扰物体的平面区域；

分别计算所述预设区域中预设的第一坐标范围、预设的第二坐标范围、预设的第三坐标范围与预设的第四坐标范围中像素点的平均像素值；所述第一坐标范围与所述第二坐标范围为所述第一方向上的两个坐标范围；所述第三坐标范围与所述第四坐标范围为所述第二方向上的两个坐标范围；

依据所述第一坐标范围的像素平均值、所述第二坐标范围的像素平均值以及第一预设公式，计算所述背景深度图像在所述第一方向上的偏移角度；

依据所述第三坐标范围的像素平均值、所述第四坐标范围的像素平均值以及第二预设公式，计算所述背景深度图像在所述第二方向上的偏移角度。

其中，通过以下方式确定所述在垂直于所述底平面的方向上的偏移量：

确定所述第一预设坐标范围、所述第二预设坐标范围、所述第三预设坐标范围和所述第四预设坐标范围的像素点的像素平均值为所述底平面深度值；

计算所述底平面深度值与预设的实际高度值的比值为所述偏移量；所述实际高度值为所述深度相机到所述底平面的实际高度值。

本申请公开了一种物体体积的测量装置，包括：

获取单元，用于获取包含待测量物体的待处理深度图像；

计算单元，用于计算所述待处理深度图像中，所述待测量物体所在区域的像素点的平均像素值；

确定单元，用于在所述区域中非平面像素点的数量大于预设数量阈值时，则确定多个实体的体积之和为所述待测量物体的体积；所述多个实体为用于组成所述区域的多个子区域所表示的多个实体；或者，计算所述区域表示的实体的最小外接长方体的体积为所述待测量物体的体积；所述非平面像素点为所述区域中与所述平均像素值的差值大于目标预设差值阈值的像素点。

其中，所述确定单元，包括：

划分子单元，用于将所述区域划分为多个子区域；

第一确定子单元，用于确定待处理子区域的平均像素值与所述底平面深度值间的差值为所述待处理子区域表示的实体的高度；所述待处理子区域为所述多个子区域中的任一个子区域；

第二确定子单元，用于确定所述待处理子区域的最小外接矩形为待处理外接矩形；依据所述待处理外接矩形的顶点深度值，确定所述待处理子区域表示的实体的长度和宽度；

第三确定子单元，用于依据所述待处理子区域表示的实体的高度、长度和宽度，确定所述待处理子区域表示的实体的体积；

第四确定子单元，用于确定所述待处理子区域表示的实体的体积和为所述待测量物体的体积。

其中，所述确定单元，还包括：

第五确定子单元，用于确定所述区域的最小外接矩形；

第六确定子单元，用于确定包含待处理顶点的预设大小区域与所述区域相交的区域为目标区域；所述待处理顶点为所述最小外接矩形的任意一个顶点；

第一计算子单元，用于计算所述目标区域中像素点的平均像素值为所述待处理顶点的深度值；

第二计算子单元，用于计算所述待处理顶点的深度值中最大的深度值与所述底平面深度值的差值为所述待测量物体的高度；

第三计算子单元，用于依据所述最小外接矩形的顶点深度值，计算所述待测量物体的长度和宽度；

第七确定子单元，用于确定所述待测量物体的长度、宽度与所述待测量物体的高度的乘积为所述待测量物体的体积。

其中，可以包括：

第二计算单元，用于在第一计算单元计算所述待处理深度图像中，所述待测量物体所在区域的像素点的平均像素值之后，在所述区域中所述非平面像素点的数量不大于所述预设数量阈值时，依据所述平均像素值计算所述待测量物体的高度；依据所述区域的最小外接矩形的顶点像素值计算所述待测量物体的长度和宽度；计算所述待测量物体的体积。

其中，还可以包括：

第一优化单元，用于在第二计算单元依据所述平均像素值计算所述待测量物体的高度；依据所述区域的最小外接矩形的顶点像素值计算所述待测量物体的长度和宽度之后，且计算所述待测量物体的体积之前，获取预设的长度比值、预设的宽度比值和预设的高度比值；采用所述长度比值对所述待测量物体的长度进行优化，得到优化后的第一长度；采用所述宽度比值对所述待测量物体的宽度进行优化，得到优化后的第一宽度；采用所述高度比值对所述待测量物体的高度进行优化，得到优化后的第一高度；

第二计算单元，具体用于采用所述优化后的第一长度、所述优化后的第一宽度和所述优化后的第一高度，计算所述待测量物体的体积。

其中，还可以包括：

第二优化单元，用于在确定单元在所述计算所述待处理顶点的深度值中最大的深度值与所述底平面深度值的差值为所述待测量物体的高度；依据所述最小外接矩形的顶点深度值，计算所述待测量物体的长度和宽度之后，且在所述确定所述待测量物体的长度、宽度与所述待测量物体的高度的乘积为所述待测量物体的体积之前，获取所述高度比值、所述长度比值和所述宽度比值；采用所述高度比值对所述待测量物体的高度进行优化，得到优化后的第二高度；采用所述长度比值对所述待测量物体的长度进行优化，得到优化后的第二长度；采用所述宽度比值对所述待测量物体的宽度进行优化，得到优化后的第二宽度；

所述确定单元，具体用于依据所述优化后的第二高度、所述优化后的第二长度和所述优化后的第二宽度的乘积为所述待测量物体的体积。

其中，还可以包括：

矫正单元，用于在获取单元获取包含待测量物体的待处理深度图像之后，且在第一计算单元计算所述待处理深度图像中，所述待测量物体所在区域的像素点的平均像素值之前，获取深度相机与底平面在预设第一方向和预设第二方向上的偏移角度，以及在垂直于所述底平面的方向上的偏移量；所述底平面为用于放置所述待测量物体的平面；分别依据所述第一方向上的偏移角度、所述第二方向上的偏移角度与所述偏移量，对所述待处理深度图像进行矫正；

第一计算单元，具体用于计算矫正后的待处理深度图像中，所述待测量物体所在区域的像素点的平均像素值。

其中，还可以包括：

偏移角度确定单元，用于通过以下方式确定所述第一方向上的偏移角度与所述第二方向上的偏移角度：

获取所述深度相机对未放置待测量物体所拍摄的图像为背景深度图像；

从所述背景深度图像中分割出预设区域；所述预设区域为用于放置所述待测量物体且不存在干扰物体的平面区域；

分别计算所述预设区域中预设的第一坐标范围、预设的第二坐标范围、预设的第三坐标范围与预设的第四坐标范围中像素点的平均像素值；所述第一坐标范围与所述第二坐标范围为所述第一方向上的两个坐标范围；所述第三坐标范围与所述第四坐标范围为所述第二方向上的两个坐标范围；

依据所述第一坐标范围的像素平均值、所述第二坐标范围的像素平均值以及第一预设公式，计算所述背景深度图像在所述第一方向上的偏移角度；

依据所述第三坐标范围的像素平均值、所述第四坐标范围的像素平均值以及第二预设公式，计算所述背景深度图像在所述第二方向上的偏移角度。

其中，还可以包括：

偏移量确定单元，用于通过以下方式确定所述在垂直于所述底平面的方向上的偏移量：

确定所述第一预设坐标范围、所述第二预设坐标范围、所述第三预设坐标范围和所述第四预设坐标范围的像素点的像素平均值为所述底平面深度值；

计算所述底平面深度值与预设的实际高度值的比值为所述偏移量；所述实际高度值为所述深度相机到所述底平面的实际高度值。

本申请的有益效果为：

在本申请所提供的物体体积的测量方法中，获取包含待测量物体的待处理深度图像；计算待处理深度图像中待测量物体所在区域的像素点的平均像素值，在该区域中非平面像素点的数量大于预设数量阈值时，表明待测量物体为非规则物体；确定组成待测量物体所在区域的多个子区域分别表示的实体的体积之和为待测量物体的体积，或者，计算待测量物体的最小外接长方体的体积为待测量物体的体积；由于确定组成待测量物体所在区域的多个子区域分别表示的实体的体积之和为待测量物体的体积，使得计算出的体积之和更加接近待测量物体的真实体积；由于待测量物体的最小外接长方体是体积比较接近待测量物体体积的规则体，因此，采用本申请提供的物体体积的测量方法计算出的待测量物体体积的准确性得到提高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请中一种背景深度图像的矫正方法实施例的流程图；

图2为本申请中一种体积测量方法实施例的流程图；

图3为本申请中深度图像中目标区域的示意图；

图4为本申请中一种体积优化方法实施例的流程图；

图5为本申请中一种物体体积的测量装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例的应用场景为：在传送带上运输有待测量体积的待测量物体，在传输带的上方固定有用于对待测量物体进行拍照的深度相机；本申请中物体体积的测量方法应用于与深度相机连接的处理器，具体的，处理器与深度相机可以集成也可以独立设置。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请中一种背景深度图像的矫正方法，包括以下步骤：

步骤101：获取深度相机对未放置待测量物体所拍摄的图像为背景深度图像。

在本实施例中，底平面为在对待测物体拍照的时候，用于放置待测量物体的平面。在本实施例中，深度相机首先对未放置待测量物体的视角区域拍照，得到只包含背景的深度图像，为了描述方便，本实施例将只包含背景的深度图像称为背景深度图像。需要说明的是，在本申请实施例中深度相机为可产生深度图像的相机，可以为双目深度相机、飞行时间相机和结构光深度相机等。

步骤102：确定背景深度图像的底平面偏移角度。

在本实施例中，背景深度图像的底平面偏移角度包括：背景深度图像在x轴方向上的底平面偏移角度，以及背景深度图像在y轴方向上的底平面偏移角度。其中，背景深度图像的x轴方向和y轴方向可以随意设置，本实施例不作限定。为了便于描述，后续以背景深度图像的上下方向为y轴(y轴正方向为由上至下的方向)，以左右方向为x轴(x轴正方向为由左至右的方向)进行介绍。

深度相机的视场平面为深度相机成像的平面，由于安装条件以及外界影响的限制，很难保证深度相机的视场平面与底平面平行，使得视场平面与底平面之间存在偏移；使得在本步骤中，确定背景深度图像在底平面上的偏移角度。

具体的，在本实施例中，确定背景深度图像在底平面上的偏移角度，可以包括步骤A1～步骤A3：

步骤A1：从背景深度图像中分割出预设区域。

在本实施例中，预设区域为用于放置待测量物体的平面所在区域，并且，在预设区域中不存在除平面之外的干扰物体。具体的，在本步骤中，依据预设区域对应的预设坐标范围，从背景深度图像中分割出预设区域。

步骤A2：分别计算预设区域中预设的第一坐标范围、第二坐标范围、第三坐标范围与第四坐标范围中像素点的平均像素值。

在本步骤中，第一坐标范围为预设区域中位于y轴上第一预设坐标范围的区域，具体为预设区域中从上至下的预设大小区域；第二坐标范围为预设区域中位于y轴上第二预设坐标范围的区域，具体为预设区域中的从下至上的预设大小区域；第三坐标范围为预设区域中位于x轴上第三预设坐标范围的区域，具体为预设区域中的从左至右的预设大小区域；第四坐标范围为预设区域中位于x轴上第四预设坐标范围的区域，具体为预设区域中的从右至左的预设大小区域。

例如，预设区域为像素300*200的区域，第一预设坐标范围对应的预设大小的区域为该预设区域中上边缘的五分之一的区域；第二预设坐标范围对应的预设大小的区域为该预设区域中下边缘的五分之一的区域；第三预设坐标范围对应的预设大小的区域为预设区域中左边缘的五分之一的区域；同理，第四预设坐标范围对应的预设大小的区域为预设区域中右边缘的五分之一的区域。

步骤A3：确定背景深度图像在底平面上的偏移角度。

具体的，在本实施例中，计算背景深度图像在y轴方向上的底平面偏移角度的公式，如下公式(1)所示：

式中，θ₁表示背景深度图像在y轴方向上的底平面偏移角度；d_avgd表示第二预设坐标范围对应预设大小区域的像素平均值；d_avgu表示第一预设坐标范围对应预设大小区域的像素平均值；d_h表示预设区域在y轴方向上的长度值；在该公式(1)中，0.8×d_h表示第二预设坐标范围对应的区域中线到第一预设坐标范围对应的区域中线的最短距离。

在本实施例中，确定背景深度图像在x轴方向上的底平面偏移角度的公式，如下公式(2)所示：

式中，θ₂表示背景深度图像在x轴方向上的底平面偏移角度；d_avgl表示第三预设坐标范围对应预设大小区域的像素平均值；d_avgr表示第四预设坐标范围对应预设大小区域的像素平均值；d_w表示预设区域在x轴方向上的长度值；在该公式(2)中，0.8×d_w表示第三预设坐标范围对应的区域中线到第四预设坐标范围对应的区域中线的最短距离。

步骤103：依据底平面偏移角度，对背景深度图像进行底平面偏移矫正。

具体的，在本实施例中的，对背景深度图像进行底平面偏移矫正，即改变背景深度图像中各像素点的像素值，以下以一个像素点为例，介绍应用如下公式(3)和公式(4)，对深度图像进行底平面偏移矫正。

d_yad＝d-y×tanθ₁ (3)

d_xad＝d-x×tanθ₂ (4)

式中，d表示该像素点的原像素值；d_yad表示对该像素点在y轴方向上做变换后的像素值；y表示该像素点在底平面所在的二维坐标系中对应的纵坐标值与预设区域的最大纵坐标值间绝对差值；d_xad对该像素点在x轴方向上做变换后的像素值；x表示该像素点在二维坐标系中对应的横坐标值与预设区域的最小纵坐标值间绝对差值。d表示只包含待测量物体的待处理深度图像中像素点的像素值。

步骤104：确定在垂直于底平面的方向上背景深度图像的偏移量。

在本实施例中，为了描述方便，将垂直于底平面的方向称为z轴方向。具体的，确定背景深度图像在z轴方向上的偏移量的过程可以包括：首先，确定第一预设坐标范围、第二预设坐标范围、第三预设坐标范围和第四预设坐标范围的像素平均值为底平面深度值；然后，计算底平面深度值与预设的深度相机到底平面的实际高度值的比值为z轴偏移量。

具体的，在本步骤中，计算比值的公式为如下公式(5)所示：

式中，d_bp表示计算出的底平面深度值；d_real表示底平面的实际距离值(以mm为单位)；K表示比值。

步骤105：依据垂直于底平面的方向上背景深度图像的偏移量，对底平面角度偏移矫正后的背景深度图像在垂直于底平面的方向上进行矫正，得到矫正后的背景深度图像。

具体的，在本实施例中的，对底平面角度偏移矫正后的背景深度图像在垂直于底平面的方向上进行矫正，即改变背景深度图像中各像素点的像素值，以下以一个像素点为例，介绍应用如下公式(6)改变该像素点的像素值的过程。

d_zad＝K×d (6)

式中，d表示该像素点的原像素值；d_zad表示对像素点的像素值矫正后的像素值。

图2，为本申请中一种体积测量方法，可以包括以下步骤：

步骤201：获取包含背景与待测量物体的待处理深度图像。

在本实施例中，将待测量物体放在固定的区域内，深度相机对视野范围进行拍照，得到包含背景与待测量物体的深度图像，为了描述方便，本实施例将包含背景与待测量物体的深度图像称为待处理深度图像。

步骤202：对所获取的待处理深度图像在进行矫正，得到矫正后的待处理深度图像。

具体的，按照公式(3)、公式(4)与公式(6)对深度图像进行矫正，具体矫正过程可以参考图1对应的实施例，这里不再赘述。需要说明的是，在对待处理深度图像进行校正时，需要先进行底平面上偏移角度的矫正，然后，在底平面上的偏移角度校正后的待处理深度图像上，进行垂直于底平面方向上的矫正。

在实际应用中，除了对待处理深度图像进行矫正之外，还可以对待处理深度图像进行高斯滤波处理；具体的，在本实施例中，对待处理深度图像进行矫正和高斯滤波，可以使得后续依据处理后的待处理深度图像计算所得待测量物体的体积的准确性更高。当然，也可以不对待处理深度图像进行矫正和高斯滤波处理。需要说明的是，如果后续计算待测量物体体积的过程中，所使用的背景深度图像为矫正后的深度图像，则所使用的待处理深度图像必须是矫正后的深度图像。

步骤203：确定矫正后的待处理深度图像中待测量物体所在的区域。

具体的，在本步骤中，对矫正的待处理图像中获取待测量物体所在区域的实现过程可以包括步骤B1～步骤B4：

步骤B1：将矫正后的待处理深度图像与矫正后的背景深度图像，进行帧差法，得到前景图像。

具体的，将矫正后的待处理深度图像中的每个像素值减去背景深度图像中对应位置的像素值，为了描述方便，将所得到的深度图像称为前景图像。

步骤B2：对前景图像中的待处理像素点，确定与待处理像素点具有预设位置关系的多个像素点。

在本步骤中，待处理像素点为前景图像中的任意一个像素点。在本实施例中，将待处理像素点的3*3邻域区域内的各个像素点，称为与待处理像素点具有预设位置关系的像素点。需要说明的是，在实际应用中，不一定是3*3邻域，也可以为其他大小的邻域，本实施例不对邻域的大小作限定。

步骤B3：确定邻域内每个像素点的像素值与待处理像素点的像素值的差值。

步骤B4：从待处理像素点的邻域像素点中，统计差值大于初始预设差值阈值的像素点的个数。

步骤B5：若个数大于预设数量，则确定待处理像素点为第一像素点。

在本步骤中，若统计出的个数大于预设数量，为了描述方便，则确定该待处理像素点为第一像素点。

步骤B6：将第一像素点的像素值设置为预设像素值，并进行先膨胀后腐蚀处理，得到处理后的前景图像。

在本步骤中，将第一像素点从前景图像中删除，具体的，通过将第一像素点的像素值设置为预设像素值。具体的，预设像素值可以为0，当然在实际应用中，预设像素值还可以为其他值，只要该预设像素值表示此像素点没有深度值即可。

在将第一像素点的像素值设置为预设像素值后，对此时的前景图像进行先膨胀后腐蚀操作，使得对前景图像进行空洞填补。为了描述方便，本实施例将膨胀腐蚀操作后的前景图像，称为处理后的前景图像。

步骤B7：确定处理后的前景图像中每个区域的最小外接矩形，得到至少一个最小外接矩形。

在本实施例中，处理后的前景图像中可能存在多个区域，在本步骤中，确定每个区域的最小外接矩形。在实际应用中，前景图像中至少包括待测量物体的深度信息，因此，在本步骤中，得到至少一个最小外接矩形。

步骤B8：从至少一个最小外接矩形中，检测是否存在矩形面积小于预设面积阈值并且坐标不属于预设坐标范围的目标外接矩形。

在实际应用中，需要将待测量物体放在预设位置处，因此，对待测量物体进行深度成像后，预设位置对应深度图像中的预设坐标范围；因此，在深度图像中，待测量物体对应的最小外接矩形应该位于预设坐标范围内；并且，在实际应用中，待测量物体的顶面(从上向下看，待测量物体的俯视图所表现的面)的面积大于预设面积阈值(根据待测量物体的顶面面积的经验值设定)，因此，待测量物体的最小外接矩形面积应该大于预设面积阈值；

因此，在本步骤中，从至少一个最小外接矩形中，检测是否存在矩形面积小于预设面积阈值，或者，最小外接矩形的坐标不属于预设坐标范围的外接矩形。为了描述方便，本实施例将检测到的外接矩形，称为目标外接矩形。

步骤B9：确定前景图像中去除目标外接矩形对应的区域后剩余的区域为待测量物体的区域。

在检测出存在目标外接矩形后，处理后的前景图像所包含的多个区域中的除目标外接矩形之外的区域，确定为待测量物体所在的区域，也就是说面积大于预设面积阈值并且位于预设坐标范围内的最小外接矩形，为待测量物体所在的区域，即是用于计算待测量物体体积的区域。

步骤204：确定矫正后的待处理图像中待测量物体所在区域的像素点的平均像素值。

在通过前景图像确定出待测量物体在待处理深度图像中的区域后，在本步骤中，计算待测量物体所在区域的像素点的平均像素值。

步骤205：依据计算得到的平均像素值，判断矫正后的待处理深度图像中待测量物体是否为不规则体。

具体的，依据计算得到的平均像素值，判断待测量物体是否为不规则体的确定方式包括步骤C1～步骤C5：

步骤C1：确定待测量物体所在区域的每个像素点的像素值与平均像素值的差值。

步骤C2：确定差值大于目标预设差值阈值的像素点为非平面像素点。

步骤C3：统计待测量物体所在区域中非平面像素点的数量。

步骤C4：比较非平面像素点的数量与预设数量阈值的大小。

步骤C5：若非平面像素点的数量大于预设数量阈值，则确定待测量物体为非规则体；否则，确定待测量物体为规则体。

若待测量物体为规则体，则执行步骤206，否则，执行步骤207。

步骤206：执行预设的第一算法，计算待测量物体的体积。

在实施例中，事先生成了第一算法，第一算法用于计算待测量物体为规则体的体积。其中，第一算法计算待测量物体的体积的过程可以包括步骤D1～步骤D4：

步骤D1：确定平均像素值与底平面深度值间的差值为待测量物体的高度。

在本步骤中，底平面深度值为步骤A4中所确定出的底平面深度值。

步骤D2：确定矫正后的待处理深度图像中待测量物体所在区域的最小外接矩形为待处理外接矩形。

步骤D3：依据待处理外接矩形的四个顶点的像素值，确定待测量物体的长度和宽度。

本步骤的具体实现为现有技术，这里不再赘述。

步骤D4：依据高度、长度和宽度，计算待测量物体的体积。

在本步骤中，直接计算长度、宽度和高度的乘积为待测量物体的体积。

步骤207：获取表征用户设定对待测量物体体积的计算方式的标识。

步骤208：若所获取的标识为第一预设标识，则执行第二算法计算待测量物体的体积。

在本实施例中，第一预设标识，表示用户需要计算待测量物体的实际体积。在本实施例中，事先生成了用于计算待测量物体体积的第二算法。其中，第二算法计算待测量物体的体积的过程包括步骤E1～步骤E3:

步骤E1：将矫正后的待处理深度图像中待测量物体所在区域划分为多个子区域。

具体的，在本步骤中，将待测量物体所在区域划分多个子区域的个数，可以根据实际情况确定，当然，划分的子区域数量越多，待测量物体的体积计算结果越准确。对于每个子区域的大小，本实施例不作限定，所有的子区域的大小可以相同，也可以不同。例如，可以将所述子区域的大小设置为2*2。

步骤E2：计算每个子区域的体积。

在本步骤中，计算每个子区域的体积所采用的方法与第一算法相同，详细步骤可以参考步骤206，这里不再赘述。

步骤E3：确定所有子区域的体积和为待测量物体的体积。

在待测量物体为非规则体的情况下，采用第二算法计算出的体积更接近于待测量物体的真实体积。

步骤209：若标识为第二预设标识，则执行预设的第三算法计算待测量物体的体积。

在本实施例中，第二预设标识表示用户需要计算包含待测量物体的最小外接立方体的体积。具体的，在本实施例中，事先生成了用于计算待测量物体的最小外接立方体体积的算法，为了描述方便，将事先生成的算法称为第三算法。

具体的，第三算法计算待测量物体体积的方式包括步骤F1～步骤F4：

步骤F1：确定待测量物体所在区域的最小外接矩形。

步骤F2：以包含待处理顶点的预设大小区域与待测量物体所在区域相交的区域为目标区域。

在本步骤中，待处理顶点为待测量物体所在区域的最小外接矩形的任意一个顶点。如图3，为深度图像中目标区域的示意图，在图3中，最大的矩形为图像，椭圆形为待测量物体所在的区域；最大矩形的每个顶点出发的小矩形为预设大小区域，此时，在本实施例中，将小矩形与椭圆区域相交的区域称为目标区域。

步骤F3：计算目标区域中像素点的平均像素值为待处理顶点的深度值。

在本步骤中，将目标区域中所有像素点的像素值的平均值，作为待处理顶点的深度值。对应图3的例子，可以得到四个待处理顶点的深度值。

步骤F4：确定待处理顶点的深度值中最大的深度值与底平面深度值的差值为待测量物体的高度。

在本步骤中，将四个待处理顶点中选取最大深度值，并将最大深度值与底平面深度值的差值作为待测量物体的高度。

步骤F5：确定最小外接矩形所表示的待测量物体的长度和宽度。

在本步骤中，依据最小外接矩形的四个顶点的像素值，确定最小外接矩形所表示的待测量物体的长度和宽度，具体的，确定最小外接矩形所表示的待测量物体的长度和宽度可以参考现有技术，这里不再赘述。

步骤F6：以待测量物体的长度、宽度和高度的乘积为待测量物体的体积。

图4，示出了本申请中一种体积优化方法，可以包括以下步骤：

步骤401：获取包含预设标准形状的待测量物体的深度图像。

在本步骤中，预设标准形状可以为预设长度、宽度和高度的长方体。

步骤402：依据所获取的深度图像，确定预设标准形状的待测量物体的长度、宽度和高度。

在本步骤中，测量预设标准形状的待测量物体的长度、宽度和高度所采用的算法，可以为第一算法，当然也可以为第三算法。

步骤403：分别确定长度比值、宽度比值和高度比值。

在本步骤中，长度比值为待测量物体的测量长度和实际长度的比值；宽度比值为测量宽度和实际宽度的比值；高度比值为测量高度和实际高度的比值。

步骤404：对用于计算待测量物体体积的长度、宽度和高度进行优化。

在图2对应的实施例中，在采用第一算法和第三算法确定出待测量物体的长度、宽度和高度后，可以采用长度比值、宽度比值和高度比值，对实际测量得到的长度、宽度和高度进行优化。具体的，对第一算法计算出的长度采用长度比值进行优化得到优化后的第一长度，对第一算法计算出的宽度采用宽度比值进行优化得到优化后第一宽度，对第一算法计算出的高度采用高度比值进行优化得到优化后的第一高度。对第三算法计算出的长度采用长度比值进行优化得到优化后的第二长度，对第三算法计算出的宽度采用宽度比值进行优化得到优化后第二宽度，对第三算法计算出的高度采用高度比值进行优化得到优化后的第二高度。

步骤405：采用优化后的长度、宽度和高度，计算待测量物体的体积。

利用优化后的长度、宽度和高度计算待测量物体的体积。

图5，为本申请中一种物体体积的测量装置实施例的结构示意图，可以包括：

获取单元501，用于获取包含待测量物体的待处理深度图像；

第一计算单元502，用于计算所述待处理深度图像中，所述待测量物体所在区域的像素点的平均像素值；

确定单元503，用于在所述区域中非平面像素点的数量大于预设数量阈值时，则确定多个实体的体积之和为所述待测量物体的体积；所述多个实体为用于组成所述区域的多个子区域所表示的多个实体；或者，计算所述区域表示的实体的最小外接长方体的体积为所述待测量物体的体积；所述非平面像素点为所述区域中与所述平均像素值的差值大于目标预设差值阈值的像素点。

其中，确定单元503，可以包括：

划分子单元，用于将所述区域划分为多个子区域；

第一确定子单元，用于确定待处理子区域的平均像素值与所述底平面深度值间的差值为所述待处理子区域表示的实体的高度；所述待处理子区域为所述多个子区域中的任一个子区域；

第二确定子单元，用于确定所述待处理子区域的最小外接矩形为待处理外接矩形；依据所述待处理外接矩形的顶点深度值，确定所述待处理子区域表示的实体的长度和宽度；

第三确定子单元，用于依据所述待处理子区域表示的实体的高度、长度和宽度，确定所述待处理子区域表示的实体的体积；

第四确定子单元，用于确定所述待处理子区域表示的实体的体积和为所述待测量物体的体积。

其中，所述确定单元503，还可以包括：

第五确定子单元，用于确定所述区域的最小外接矩形；

第六确定子单元，用于确定包含待处理顶点的预设大小区域与所述区域相交的区域为目标区域；所述待处理顶点为所述最小外接矩形的任意一个顶点；

第一计算子单元，用于计算所述目标区域中像素点的平均像素值为所述待处理顶点的深度值；

第二计算子单元，用于计算所述待处理顶点的深度值中最大的深度值与所述底平面深度值的差值为所述待测量物体的高度；

第三计算子单元，用于依据所述最小外接矩形的顶点深度值，计算所述待测量物体的长度和宽度；

第七确定子单元，用于确定所述待测量物体的长度、宽度与所述待测量物体的高度的乘积为所述待测量物体的体积。

其中，该装置实施例可以包括：

第二计算单元，用于在第一计算单元502计算所述待处理深度图像中，所述待测量物体所在区域的像素点的平均像素值之后，在所述区域中所述非平面像素点的数量不大于所述预设数量阈值时，依据所述平均像素值计算所述待测量物体的高度；依据所述区域的最小外接矩形的顶点像素值计算所述待测量物体的长度和宽度；计算所述待测量物体的体积。

其中，该装置实施例还可以包括：

第一优化单元，用于在第二计算单元依据所述平均像素值计算所述待测量物体的高度；依据所述区域的最小外接矩形的顶点像素值计算所述待测量物体的长度和宽度之后，且计算所述待测量物体的体积之前，获取预设的长度比值、预设的宽度比值和预设的高度比值；采用所述长度比值对所述待测量物体的长度进行优化，得到优化后的第一长度；采用所述宽度比值对所述待测量物体的宽度进行优化，得到优化后的第一宽度；采用所述高度比值对所述待测量物体的高度进行优化，得到优化后的第一高度；

第二计算单元，具体用于采用所述优化后的第一长度、所述优化后的第一宽度和所述优化后的第一高度，计算所述待测量物体的体积。

其中，该装置实施例还可以包括：

第二优化单元，用于在确定单元503在所述计算所述待处理顶点的深度值中最大的深度值与所述底平面深度值的差值为所述待测量物体的高度；依据所述最小外接矩形的顶点深度值，计算所述待测量物体的长度和宽度之后，且在所述确定所述待测量物体的长度、宽度与所述待测量物体的高度的乘积为所述待测量物体的体积之前，获取所述高度比值、所述长度比值和所述宽度比值；采用所述高度比值对所述待测量物体的高度进行优化，得到优化后的第二高度；采用所述长度比值对所述待测量物体的长度进行优化，得到优化后的第二长度；采用所述宽度比值对所述待测量物体的宽度进行优化，得到优化后的第二宽度；

所述确定单元503，具体用于依据所述优化后的第二高度、所述优化后的第二长度和所述优化后的第二宽度的乘积为所述待测量物体的体积。

其中，该装置实施例还可以包括：

矫正单元，用于在获取单元501获取包含待测量物体的待处理深度图像之后，且在第一计算单元计算所述待处理深度图像中，所述待测量物体所在区域的像素点的平均像素值之前，获取深度相机与底平面在预设第一方向和预设第二方向上的偏移角度，以及在垂直于所述底平面的方向上的偏移量；所述底平面为用于放置所述待测量物体的平面；分别依据所述第一方向上的偏移角度、所述第二方向上的偏移角度与所述偏移量，对所述待处理深度图像进行矫正；

第一计算单元，具体用于计算矫正后的待处理深度图像中，所述待测量物体所在区域的像素点的平均像素值。

其中，该装置实施例还可以包括：

偏移角度确定单元，用于通过以下方式确定所述第一方向上的偏移角度与所述第二方向上的偏移角度：

获取所述深度相机对未放置待测量物体所拍摄的图像为背景深度图像；

从所述背景深度图像中分割出预设区域；所述预设区域为用于放置所述待测量物体且不存在干扰物体的平面区域；

分别计算所述预设区域中预设的第一坐标范围、预设的第二坐标范围、预设的第三坐标范围与预设的第四坐标范围中像素点的平均像素值；所述第一坐标范围与所述第二坐标范围为所述第一方向上的两个坐标范围；所述第三坐标范围与所述第四坐标范围为所述第二方向上的两个坐标范围；

依据所述第一坐标范围的像素平均值、所述第二坐标范围的像素平均值以及第一预设公式，计算所述背景深度图像在所述第一方向上的偏移角度；

依据所述第三坐标范围的像素平均值、所述第四坐标范围的像素平均值以及第二预设公式，计算所述背景深度图像在所述第二方向上的偏移角度。

其中，该装置实施例还可以包括：

偏移量确定单元，用于通过以下方式确定所述在垂直于所述底平面的方向上的偏移量：

确定所述第一预设坐标范围、所述第二预设坐标范围、所述第三预设坐标范围和所述第四预设坐标范围的像素点的像素平均值为所述底平面深度值；

计算所述底平面深度值与预设的实际高度值的比值为所述偏移量；所述实际高度值为所述深度相机到所述底平面的实际高度值。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在文中的“包括”、“包含”等词语解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出变形、同等替换、改进等，这些都属于本发明的保护范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种物体体积的测量方法，其特征在于，包括：

获取包含待测量物体的待处理深度图像；

计算所述待处理深度图像中，所述待测量物体所在区域的像素点的平均像素值；

在所述区域中非平面像素点的数量大于预设数量阈值时，则确定多个实体的体积之和为所述待测量物体的体积；所述多个实体为用于组成所述区域的多个子区域所表示的多个实体；或者，计算所述区域表示的实体的最小外接长方体的体积为所述待测量物体的体积；所述非平面像素点为所述区域中与所述平均像素值的差值大于目标预设差值阈值的像素点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定用于组成所述区域的多个子区域分别表示的实体的体积之和为所述待测量物体的体积，包括：

将所述区域划分为多个子区域；

确定待处理子区域的平均像素值与所述底平面深度值间的差值为所述待处理子区域表示的实体的高度；所述待处理子区域为所述多个子区域中的任一个子区域；

确定所述待处理子区域的最小外接矩形为待处理外接矩形；依据所述待处理外接矩形的顶点深度值，确定所述待处理子区域表示的实体的长度和宽度；

依据所述待处理子区域表示的实体的高度、长度和宽度，确定所述待处理子区域表示的实体的体积；

确定所述待处理子区域表示的实体的体积和为所述待测量物体的体积。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述区域表示的实体的最小外接长方体的体积为所述待测量物体的体积，包括：

确定所述区域的最小外接矩形；

确定以包含待处理顶点的预设大小区域与所述区域相交的区域为目标区域；所述待处理顶点为所述最小外接矩形的任意一个顶点；

计算所述目标区域中像素点的平均像素值为所述待处理顶点的深度值；

计算所述待处理顶点的深度值中最大的深度值与所述底平面深度值的差值为所述待测量物体的高度；

依据所述最小外接矩形的顶点深度值，计算所述待测量物体的长度和宽度；

确定所述待测量物体的长度、宽度与所述待测量物体的高度的乘积为所述待测量物体的体积。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述计算所述待处理深度图像中，所述待测量物体所在区域的像素点的平均像素值之后，还包括：

在所述区域中所述非平面像素点的数量不大于所述预设数量阈值时，依据所述平均像素值计算所述待测量物体的高度；依据所述区域的最小外接矩形的顶点像素值计算所述待测量物体的长度和宽度；计算所述待测量物体的体积。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述依据所述平均像素值计算所述待测量物体的高度；依据所述区域的最小外接矩形的顶点像素值计算所述待测量物体的长度和宽度之后，且在所述计算所述待测量物体的体积之前，还包括：

获取预设的长度比值、预设的宽度比值和预设的高度比值；

采用所述长度比值对所述待测量物体的长度进行优化，得到优化后的第一长度；

采用所述宽度比值对所述待测量物体的宽度进行优化，得到优化后的第一宽度；

采用所述高度比值对所述待测量物体的高度进行优化，得到优化后的第一高度；

所述计算所述待测量物体的体积，包括：

采用所述优化后的第一长度、所述优化后的第一宽度和所述优化后的第一高度，计算所述待测量物体的体积。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述计算所述待处理顶点的深度值中最大的深度值与所述底平面深度值的差值为所述待测量物体的高度；依据所述最小外接矩形的顶点深度值，计算所述待测量物体的长度和宽度之后，且在所述确定所述待测量物体的长度、宽度与所述待测量物体的高度的乘积为所述待测量物体的体积之前，还包括：

获取所述高度比值、所述长度比值和所述宽度比值；

采用所述高度比值对所述待测量物体的高度进行优化，得到优化后的第二高度；

采用所述长度比值对所述待测量物体的长度进行优化，得到优化后的第二长度；

采用所述宽度比值对所述待测量物体的宽度进行优化，得到优化后的第二宽度；

所述以所述待测量物体的长度、宽度与所述待测量物体的高度的乘积为所述待测量物体的体积，包括：

依据所述优化后的第二高度、所述优化后的第二长度和所述优化后的第二宽度的乘积为所述待测量物体的体积。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取包含待测量物体的待处理深度图像之后，且在所述计算所述待处理深度图像中，所述待测量物体所在区域的像素点的平均像素值之前，还包括：

获取深度相机与底平面在预设第一方向和预设第二方向上的偏移角度，以及在垂直于所述底平面的方向上的偏移量；所述底平面为用于放置所述待测量物体的平面；

分别依据所述第一方向上的偏移角度、所述第二方向上的偏移角度与所述偏移量，对所述待处理深度图像进行矫正；

所述计算所述待处理深度图像中，所述待测量物体所在区域的像素点的平均像素值，包括：

计算矫正后的待处理深度图像中，所述待测量物体所在区域的像素点的平均像素值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

通过以下方式确定所述第一方向上的偏移角度与所述第二方向上的偏移角度：

获取所述深度相机对未放置待测量物体所拍摄的图像为背景深度图像；

从所述背景深度图像中分割出预设区域；所述预设区域为用于放置所述待测量物体且不存在干扰物体的平面区域；

分别计算所述预设区域中预设的第一坐标范围、预设的第二坐标范围、预设的第三坐标范围与预设的第四坐标范围中像素点的平均像素值；所述第一坐标范围与所述第二坐标范围为所述第一方向上的两个坐标范围；所述第三坐标范围与所述第四坐标范围为所述第二方向上的两个坐标范围；

依据所述第一坐标范围的像素平均值、所述第二坐标范围的像素平均值以及第一预设公式，计算所述背景深度图像在所述第一方向上的偏移角度；

依据所述第三坐标范围的像素平均值、所述第四坐标范围的像素平均值以及第二预设公式，计算所述背景深度图像在所述第二方向上的偏移角度。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

通过以下方式确定所述在垂直于所述底平面的方向上的偏移量：

确定所述第一预设坐标范围、所述第二预设坐标范围、所述第三预设坐标范围和所述第四预设坐标范围的像素点的像素平均值为所述底平面深度值；

计算所述底平面深度值与预设的实际高度值的比值为所述偏移量；所述实际高度值为所述深度相机到所述底平面的实际高度值。

10.一种物体体积的测量装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取包含待测量物体的待处理深度图像；

计算单元，用于计算所述待处理深度图像中，所述待测量物体所在区域的像素点的平均像素值；

确定单元，用于在所述区域中非平面像素点的数量大于预设数量阈值时，则确定多个实体的体积之和为所述待测量物体的体积；所述多个实体为用于组成所述区域的多个子区域所表示的多个实体；或者，计算所述区域表示的实体的最小外接长方体的体积为所述待测量物体的体积；所述非平面像素点为所述区域中与所述平均像素值的差值大于目标预设差值阈值的像素点。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定单元，包括：

划分子单元，用于将所述区域划分为多个子区域；

第一确定子单元，用于确定待处理子区域的平均像素值与所述底平面深度值间的差值为所述待处理子区域表示的实体的高度；所述待处理子区域为所述多个子区域中的任一个子区域；

第二确定子单元，用于确定所述待处理子区域的最小外接矩形为待处理外接矩形；依据所述待处理外接矩形的顶点深度值，确定所述待处理子区域表示的实体的长度和宽度；

第三确定子单元，用于依据所述待处理子区域表示的实体的高度、长度和宽度，确定所述待处理子区域表示的实体的体积；

第四确定子单元，用于确定所述待处理子区域表示的实体的体积和为所述待测量物体的体积。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定单元，还包括：

第五确定子单元，用于确定所述区域的最小外接矩形；

第六确定子单元，用于确定包含待处理顶点的预设大小区域与所述区域相交的区域为目标区域；所述待处理顶点为所述最小外接矩形的任意一个顶点；

第一计算子单元，用于计算所述目标区域中像素点的平均像素值为所述待处理顶点的深度值；

第二计算子单元，用于计算所述待处理顶点的深度值中最大的深度值与所述底平面深度值的差值为所述待测量物体的高度；

第三计算子单元，用于依据所述最小外接矩形的顶点深度值，计算所述待测量物体的长度和宽度；

第七确定子单元，用于确定所述待测量物体的长度、宽度与所述待测量物体的高度的乘积为所述待测量物体的体积。