CN110430406A - 深度图像生成方法、装置、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深度图像生成方法、装置、设备及计算机可读存储介质，所述深度图像生成方法包括以下步骤：投影产生显示图像；投影产生结构光图案，所述结构光图案叠加于所述显示图像的表面；控制所述结构光图案产生投影变化，获得所述结构光图案的投影变化信息；依据所述投影变化信息获得所述显示图像的深度图像。本发明不需要增加复杂的结构光激光发射器件，避免投影系统结构复杂，能够有效提高深度图像的分辨率。

Description

深度图像生成方法、装置、设备及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及深度图像显示技术领域，尤其涉及一种深度图像生成方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

目前的投影系统是通过深度模组获得的深度图像，若要提升深度图像的分辨率，对深度模组的硬件提出了比较高的要求，需要增加接收反射光的接收器，如此导致了整个投影系统结构复杂。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种深度图像生成方法、装置、设备及计算机可读存储介质，旨在解决现有技术方案提升深度图像分辨率，需要增加反射光接收器件，导致投影系统结构过于复杂的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种深度图像生成方法，所述方法包括以下步骤：

投影产生显示图像；

投影产生结构光图案，所述结构光图案叠加于所述显示图像的表面；

控制所述结构光图案产生投影变化，获得所述结构光图案的投影变化信息；

依据所述投影变化信息获得所述显示图像的深度图像。

可选地，所述显示图像基于LBS投影模组投影产生，所述LBS投影模组包括红外激光发射单元，所述投影产生结构光图案，所述结构光图案叠加于所述显示图像的表面的步骤包括：

控制所述红外激光发射单元投影产生红外结构光图案，所述红外结构光图案叠加于所述显示图像的表面。

可选地，所述LBS投影模组还包括红外光摄像单元，所述控制所述结构光图案产生投影变化，获得所述结构光图案的投影变化信息的步骤包括：

控制所述结构光图案投影焦点产生变化，控制所述红外光摄像单元获得所述结构光图案的投影焦点产生变化的信息。

可选地，所述LBS投影模组还包括红外光摄像单元，所述控制所述结构光图案产生投影变化，获得所述结构光图案的投影变化信息的步骤包括：

控制所述结构光图案于所述显示图像的表面产生位移，控制所述红外光摄像单元获得所述结构光图案的位移信息。

可选地，所述控制所述结构光图案产生投影变化，获得所述结构光图案的投影变化信息的步骤之后包括：

增加所述结构光图案的投影密度，获得所述结构光图案的投影密度变化信息。

可选地，所述依据所述投影变化信息获得所述显示图像的深度图像的步骤包括：

依据所述投影变化信息和所述投影密度变化信息，获得所述显示图像的深度图像。

此外，为了实现上述目的，本发明还提供一种深度图像生成装置，所述深度图像生成装置包括：

投影模块，用于投影产生显示图像，以及，用于投影产生结构光图案，所述结构光图案叠加于所述显示图像的表面；

控制模块，用于控制所述结构光图案产生投影变化，获得所述结构光图案的投影变化信息；

计算模块，用于依据所述投影变化信息获得所述显示图像的深度图像。

可选地，所述显示图像基于LBS投影模组投影产生，所述LBS投影模组包括红外激光发射单元，所述控制模块还用于控制所述红外激光发射单元投影产生红外结构光图案，所述红外结构光图案叠加于所述显示图像的表面。

此外，为了实现上述目的，本发明还提供一种深度图像生成设备，所述深度图像生成设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的深度图像产生程序；所述深度图像产生程序被所述处理器执行时实现如上文所述的深度图像生成方法的步骤。

此外，为了实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有深度图像产生程序，所述深度图像产生程序被处理器执行时实现如上文所述的深度图像生成方法的步骤。

本发明技术方案中，在显示图像的表面投影形成结构光图案，控制结构光图案产生投影变化，依据投影变化信息获得显示图像的显示细节，由此可知能够进一步提高深度图像的分辨率，也就是说本发明技术方案，不需要增加复杂的结构光激光发射器件，以避免投影系统结构复杂，且能够有效提高深度图像的分辨率。

附图说明

图1是本发明的深度图像生成方法第一实施例的流程示意图；

图2是本发明的深度图像生成方法第二实施例的流程示意图；

图3是本发明的深度图像生成方法第三实施例的流程示意图；

图4是本发明的深度图像生成方法第四实施例的流程示意图；

图5是本发明的深度图像生成方法第五实施例的流程示意图；

图6是本发明的深度图像生成方法第六实施例的流程示意图；

图7是图1中本发明的深度图像生成方法中显示图像和结构光图案叠加的示意图；

图8是图5中本发明的深度图像生成方法中结构光图案密度增加的示意图；

图9是本发明的深度图像生成装置的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参阅图1所示，本发明的第一实施例，一种深度图像生成方法，方法包括以下步骤：

步骤S10，投影产生显示图像，所述显示图像通过投影模组投影产生，其中所述投影模组一般为LBS(Laser Bean Scanning，激光扫描)投影模组，LBS投影模组具有效率高、功耗低的优点，本发明中的投影模组不限于LBS投影模组。

步骤S20，投影产生结构光图案，结构光图案叠加于显示图像的表面，所述结构光图案是通过光发射单元产生的，其中所述光发射单元一般是指红外激光发射单元，所述结构光是一种透射特定的光信息到物体表面，通过采集光信号的变化来计算物体的位置和深度的系统，结构光图案可以是点、线、面其中任意一种，也可是点、线、面的组合，例如结构光图案为多条竖状条纹，结构光图案还能够根据需要设计的自身的图案形状，以增加对显示图像细节的覆盖，以便进一步提高深度图像的显示细节。

步骤S30，控制结构光图案产生投影变化，获得结构光图案的投影变化信息，所述投影变化中包括结构光图案自身的变化，例如多条竖状条纹的结构光图案转化为多条横条纹的结构光图案，也就是说，结构光图案自身的图案是可以产生任意变形的，通过这种任意形状的变形，能够增加对显示图像细节的覆盖，通过结构光图案投影变化的前后信息，获得深度图像更多的显示细节。

步骤S40，依据投影变化信息获得显示图像的深度图像，其中所述投影变化信息包括结构光图案覆盖位置的偏移，也包括结构光图案自身的变化，通过上述结构光图案的变化，分析计算能够进一步提高深度图像的分辨率。

本实施技术方案中，在显示图像的表面投影形成结构光图案，控制结构光图案产生投影变化，依据投影变化信息获得显示图像的显示细节，由此可知能够进一步提高深度图像的分辨率，也就是说本发明技术方案，不需要增加复杂的结构光激光发射器件，以避免投影系统结构复杂，且能够有效提高深度图像的分辨率。

参阅图2所示，在本发明的第一实施例的基础上，提出本发明的第二实施例，显示图像基于LBS投影模组投影产生，LBS投影模组包括红外激光发射单元，其中红外激光发射单元为红外激光器，投影产生结构光图案，结构光图案叠加于显示图像的表面的步骤S20包括：

步骤S21，控制红外激光发射单元投影产生红外结构光图案，红外结构光图案叠加于显示图像的表面，红外光肉眼无法识别，避免在获得深度图像时影响显示图像的显示效果。

参阅图3所示，在本发明的第二实施例的基础上，提出本发明的第三实施例，LBS投影模组还包括红外光摄像单元，所述红外光摄像单元为红外摄像机，通过红外摄像机拍摄红外结构光图案，控制结构光图案产生投影变化，获得结构光图案的投影变化信息的步骤S30包括：

步骤S31，控制结构光图案投影焦点产生变化，控制红外光摄像单元获得结构光图案的投影焦点产生变化的信息，结构光图案的焦点变化时，呈现在显示图像表面的光线图案产生变化，通过红外摄像机对焦点产生变化的结构光图案进行拍摄，通过对比分析焦点变化前的图像和焦点变化后的图像能够得出结构光图案的变化信息，另外，结构光图案的焦点变化不限于变化一次，可包括连续多次，多次焦点变化能够更进一步得到更多的变化信息，也就更利于获得精度更高的图像分辨率。

参阅图4所示，在本发明的第二实施例的基础上，提出本发明的第四实施例，LBS投影模组还包括红外光摄像单元，所述红外光摄像单元为红外摄像机，通过红外摄像机拍摄红外结构光图案，控制结构光图案产生投影变化，获得结构光图案的投影变化信息的步骤S30包括：

步骤S32，控制结构光图案于显示图像的表面产生位移，控制红外光摄像单元获得结构光图案的位移信息，例如结构光图案在水平方向移动，并记录下结构光图案的水平移动距离，控制红外摄像机拍摄结构光图案位移前和位移后的图像，获得结构光图案的位移信息，依据该位移信息获得结构光图案的投影变化信息，另外，结构光图案的移动不限于移动一次，可包括多次，每次移动红外摄像机均进行一次拍摄，除此之外，结构光图案还可在竖直方向上移动，或者倾斜移动，同样结构光图案每次按照一定距离移动后，红外摄像机均进行拍摄，结构光图案的移动方向和移动的次数均需要根据需求进行设定，以便进一步得到更多的变化信息，也就更利于获得精度更高的图像分辨率。

参阅图5所示，在本发明的第三或者第四实施例的基础上，提出本发明的第五实施例，控制结构光图案产生投影变化，获得结构光图案的投影变化信息的步骤S30之后包括：

步骤S50，增加结构光图案的投影密度，获得结构光图案的投影密度变化信息，增加投影密度，能够获得更加详细的激光反射信息，也就是说，红外摄像机能够获得覆盖显示图像表面范围更广的信息，此外，增加结构光图案的投影密度是可以逐渐增加的，例如结构光图案的投影密度依次增加至括第一图案、第二图案和第三图案，分成三次增加结构光图案的投影密度，如此能够获得较多的投影密度变化信息，利于获得更精细准确的图像分辨率。

参阅图6所示，在本发明的第五实施例的基础上，提出本发明的第六实施例，依据投影变化信息获得显示图像的深度图像的步骤S40包括：

步骤S41，依据投影变化信息和投影密度变化信息，获得显示图像的深度图像，也就是说，通过获得投影变化信息和投影密度变化信息两种变化信息，将投影变化信息和投影密度变化信息两种变化信息进行组合分析，能够获得更加全面的变化信息，如此能够更进一步提高，获得的深度图像的分辨率。

参阅图7和图9所示，本发明还提供一种深度图像生成装置，所述深度图像生成装置包括：投影模块100、控制模块200和计算模块300。

投影模块100用于投影产生显示图像110，以及，用于投影产生结构光图案120，所述结构光图案120叠加于所述显示图像110的表面，其中所述投影模组一般为LBS投影模组，LBS投影模组具有效率高、功耗低的优点，本发明中的投影模组不限于LBS投影模组，所述结构光图案120是通过光发射单元产生的，其中所述光发射单元一般是指红外激光发射单元410，所述结构光是一种透射特定的光信息到物体表面，通过采集光信号的变化来计算物体的位置和深度的系统，结构光图案120可以是点、线、面其中任意一种，也可是点、线、面的组合，例如结构光图案120为多条竖状条纹，结构光图案120还能够根据需要设计的自身的图案形状，以增加对显示图像110细节的覆盖，以便进一步提高深度图像的显示细节。

控制模块200用于控制所述结构光图案120产生投影变化，获得所述结构光图案120的投影变化信息，所述投影变化中包括结构光图案120自身的变化，例如多条竖状条纹的结构光图案120转化为多条横条纹的结构光图案120，也就是说，结构光图案120自身的图案是可以产生任意变形的，通过这种任意形状的变形，能够增加对显示图像110细节的覆盖，获得结构光图案120投影变化的前后信息，获得深度图像更多的显示细节。

计算模块300用于依据所述投影变化信息获得所述显示图像110的深度图像，其中所述投影变化信息包括结构光图案120覆盖位置的偏移，也包括结构光图案120自身的变化，通过上述结构光图案120的变化，分析计算能够进一步提高深度图像的分辨率。

本实施技术方案中，在显示图像110的表面投影形成结构光图案120，控制结构光图案120产生投影变化，依据投影变化信息获得显示图像110的显示细节，由此可知能够进一步提高深度图像的分辨率，也就是说本发明技术方案，不需要增加复杂的结构光激光发射器件，以避免投影系统结构复杂，且能够有效提高深度图像的分辨率。

进一步地，所述显示图像110基于LBS投影模组投影产生，所述LBS投影模组包括红外激光发射单元410，所述控制模块200还用于控制所述红外激光发射单元410投影产生红外结构光图案120，所述红外结构光图案120叠加于所述显示图像110的表面，红外光肉眼无法识别，避免在获得深度图像时影响显示图像110的显示效果。

进一步地，所述控制模块200还用于控制结构光图案120投影焦点产生变化，控制红外光摄像单元420获得结构光图案120的投影焦点产生变化的信息，结构光图案120的焦点变化时，呈现在显示图像110表面的光线产生变化，通过红外摄像机对焦点产生变化的结构光图案120进行拍摄，通过对比分析焦点变化前的图像和焦点变化后的图像能够得出结构光图案120的变化信息，另外，结构光图案120的焦点变化不限于变化一次，可包括多次，多次焦点变化能够更进一步得到更多的变化信息，也就更利于获得精度更高的图像分辨率。

进一步地，所述控制模块200还用于控制结构光图案120于显示图像110的表面产生位移，控制红外光摄像单元420获得结构光图案120的位移信息，例如结构光图案120在水平方向上移动，并记录下结构光图案120的水平移动距离，控制红外摄像机拍摄结构光图案120位移前和位移后的图像，获得结构光图案120的位移信息，依据该位移信息获得结构光图案120的投影变化信息，另外，结构光图案120的移动不限于移动一次，可包括多次，每次移动红外摄像机均进行一次拍摄，除此之外，结构光图案120还可竖直方向上移动，或者倾斜移动，同样结构光图案120每次按照一定距离移动后，红外摄像机均进行拍摄，结构光图案120的移动方向和移动的次数均需要根据需求进行设定，以便进一步得到更多的变化信息，也就更利于获得精度更高的图像分辨率。

进一步地，参阅图8所示，控制模块200还用于增加结构光图案120的投影密度，获得结构光图案120的投影密度变化信息，增加投影密度，能够获得更加详细的激光反射信息，也就是说，红外摄像机能够获得覆盖显示图像110表面范围更广的信息，此外，增加结构光图案120的投影密度可以逐渐增加，例如结构光图案120120的投影密度依次增加至第一图案121、第二图案122和第三图案123，分成三次增加结构光图案120的投影密度，如此能够获得较多的投影密度变化信息，利于获得更精细准确的图像分辨率。

进一步地，计算模块300还用于依据投影变化信息和投影密度变化信息，获得显示图像110的深度图像，也就是说，通过获得投影变化信息和投影密度变化信息两种变化信息，将投影变化信息和投影密度变化信息两种变化信息进行组合分析，能够获得更加全面的变化信息，如此能够更进一步提高，获得的深度图像的分辨率。

本发明还提供一种深度图像生成设备，所述深度图像生成设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的深度图像产生程序；所述深度图像生成设备通过调用存储器中存储的深度图像产生程序并执行以下操作：

投影产生显示图像；

投影产生结构光图案，所述结构光图案叠加于所述显示图像的表面；

控制所述结构光图案产生投影变化，获得所述结构光图案的投影变化信息；

依据所述投影变化信息获得所述显示图像的深度图像。

进一步地，所述显示图像基于LBS投影模组投影产生，所述LBS投影模组包括红外激光发射单元，处理器调用存储器中存储的深度图像产生程序并执行以下操作：

控制所述红外激光发射单元投影产生红外结构光图案，所述红外结构光图案叠加于所述显示图像的表面。

进一步地，所述LBS投影模组还包括红外光摄像单元，处理器调用存储器中存储的深度图像产生程序并执行以下操作：

控制所述结构光图案投影焦点产生变化，控制所述红外光摄像单元获得所述结构光图案的投影焦点产生变化的信息。

进一步地，所述LBS投影模组还包括红外光摄像单元，处理器调用存储器中存储的深度图像产生程序并执行以下操作：

控制所述结构光图案于所述显示图像的表面产生位移，控制所述红外光摄像单元获得所述结构光图案的位移信息。

进一步地，处理器调用存储器中存储的深度图像产生程序并执行以下操作：

增加所述结构光图案的投影密度，获得所述结构光图案的投影密度变化信息。

进一步地，处理器调用存储器中存储的深度图像产生程序并执行以下操作：

依据所述投影变化信息和所述投影密度变化信息，获得所述显示图像的深度图像。

本实施技术方案中，在显示图像的表面投影形成结构光图案，控制结构光图案产生投影变化，依据投影变化信息获得显示图像的显示细节，由此可知能够进一步提高深度图像的分辨率，也就是说本发明技术方案，不需要增加复杂的结构光激光发射器件，以避免投影系统结构复杂，且能够有效提高深度图像的分辨率。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有深度图像产生程序，所述深度图像产生程序可被一个或者一个以上处理器执行以用于：

投影产生显示图像；

投影产生结构光图案，所述结构光图案叠加于所述显示图像的表面；

控制所述结构光图案产生投影变化，获得所述结构光图案的投影变化信息；

依据所述投影变化信息获得所述显示图像的深度图像。

进一步地，所述显示图像基于LBS投影模组投影产生，所述LBS投影模组包括红外激光发射单元，所述深度图像产生程序被处理器执行时还实现如下操作：

控制所述红外激光发射单元投影产生红外结构光图案，所述红外结构光图案叠加于所述显示图像的表面。

进一步地，所述LBS投影模组还包括红外光摄像单元，所述深度图像产生程序被处理器执行时还实现如下操作：

控制所述结构光图案投影焦点产生变化，控制所述红外光摄像单元获得所述结构光图案的投影焦点产生变化的信息。

进一步地，所述LBS投影模组还包括红外光摄像单元，所述深度图像产生程序被处理器执行时还实现如下操作：

控制所述结构光图案于所述显示图像的表面产生位移，控制所述红外光摄像单元获得所述结构光图案的位移信息。

进一步地，所述深度图像产生程序被处理器执行时还实现如下操作：

增加所述结构光图案的投影密度，获得所述结构光图案的投影密度变化信息。

进一步地，所述深度图像产生程序被处理器执行时还实现如下操作：

依据所述投影变化信息和所述投影密度变化信息，获得所述显示图像的深度图像。

本实施技术方案中，在显示图像的表面投影形成结构光图案，控制结构光图案产生投影变化，依据投影变化信息获得显示图像的显示细节，由此可知能够进一步提高深度图像的分辨率，也就是说本发明技术方案，不需要增加复杂的结构光激光发射器件，以避免投影系统结构复杂，且能够有效提高深度图像的分辨率。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种深度图像生成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

投影产生显示图像；

投影产生结构光图案，所述结构光图案叠加于所述显示图像的表面；

控制所述结构光图案产生投影变化，获得所述结构光图案的投影变化信息；

依据所述投影变化信息获得所述显示图像的深度图像。

2.如权利要求1所述的深度图像生成方法，其特征在于，所述显示图像基于LBS投影模组投影产生，所述LBS投影模组包括红外激光发射单元，所述投影产生结构光图案，所述结构光图案叠加于所述显示图像的表面的步骤包括：

控制所述红外激光发射单元投影产生红外结构光图案，所述红外结构光图案叠加于所述显示图像的表面。

3.如权利要求2所述的深度图像生成方法，其特征在于，所述LBS投影模组还包括红外光摄像单元，所述控制所述结构光图案产生投影变化，获得所述结构光图案的投影变化信息的步骤包括：

控制所述结构光图案投影焦点产生变化，控制所述红外光摄像单元获得所述结构光图案的投影焦点产生变化的信息。

4.如权利要求2所述的深度图像生成方法，其特征在于，所述LBS投影模组还包括红外光摄像单元，所述控制所述结构光图案产生投影变化，获得所述结构光图案的投影变化信息的步骤包括：

控制所述结构光图案于所述显示图像的表面产生位移，控制所述红外光摄像单元获得所述结构光图案的位移信息。

5.如权利要求3或4所述的深度图像生成方法，其特征在于，所述控制所述结构光图案产生投影变化，获得所述结构光图案的投影变化信息的步骤之后包括：

增加所述结构光图案的投影密度，获得所述结构光图案的投影密度变化信息。

6.如权利要求5所述的深度图像生成方法，其特征在于，所述依据所述投影变化信息获得所述显示图像的深度图像的步骤包括：

依据所述投影变化信息和所述投影密度变化信息，获得所述显示图像的深度图像。

7.一种深度图像生成装置，其特征在于，所述深度图像生成装置包括：

投影模块，用于投影产生显示图像，以及，用于投影产生结构光图案，所述结构光图案叠加于所述显示图像的表面；

控制模块，用于控制所述结构光图案产生投影变化，获得所述结构光图案的投影变化信息；

计算模块，用于依据所述投影变化信息获得所述显示图像的深度图像。

8.如权利要求7所述的深度图像生成装置，其特征在于，所述显示图像基于LBS投影模组投影产生，所述LBS投影模组包括红外激光发射单元，所述控制模块还用于控制所述红外激光发射单元投影产生红外结构光图案，所述红外结构光图案叠加于所述显示图像的表面。

9.一种深度图像生成设备，其特征在于，所述深度图像生成设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的深度图像产生程序；所述深度图像产生程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的深度图像生成方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有深度图像产生程序，所述深度图像产生程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的深度图像生成方法的步骤。