CN110858898B - 一种相机增益确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种相机增益确定方法及装置，方法包括：相机依次按照所设定的各相机增益采集光栅图像，根据这些光栅图像的质量参数，在所设定的各相机增益中确定最优相机增益。一些情况下，即使将投影仪的曝光时间调整到了其能承受的最大值或最小值，也仍不能调整到较优的曝光时间，不能获取到清晰的光栅图像；这种情况下，利用本方案将相机增益调整至最优，有助于获取到清晰的光栅图像。

Description

一种相机增益确定方法及装置

技术领域

本发明涉及三维测量技术领域，特别是涉及一种相机增益确定方法及装置。

背景技术

利用结构光进行三维测量的方案一般包括：投影仪投射结构光，结构光照射到待测量物体上形成投影光栅；相机对该投影光栅进行采集，得到光栅图像；计算机根据该光栅图像，计算待测量物体的测量数据。

由于环境光、或者待测量物体表面反射率不同、或者其他各种因素的影响，通常需要对投影仪的曝光时间进行调整，以获取到较清晰的光栅图像。但是，由于一些因素(比如芯片硬件性能、测量系统的帧率等)的限制，只能在一个特定范围内对投影仪的曝光时间进行调整。一些情况下，即使将投影仪的曝光时间调整到了该范围的最大值或最小值，也仍不能调整到较优的曝光时间，不能获取到清晰的光栅图像。

因此，需要提供一种除调整投影仪曝光时间之外的方式，有助于获取到清晰的光栅图像。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种相机增益确定方法及装置，以确定最优相机增益，该最优相机增益有助于获取到清晰的光栅图像。

为达到上述目的，本发明实施例提供了一种相机增益确定方法，包括：

获取多张第一光栅图像；所述多张第一光栅图像为：相机依次按照所设定的各相机增益采集的光栅图像；

确定所述多张第一光栅图像的质量参数，所述质量参数为：表示光栅图像成像质量的参数；

根据所确定的质量参数，在所设定的各相机增益中确定最优相机增益。

可选的，所述获取多张第一光栅图像，包括：

确定所设定的各相机增益对应的投影仪有效曝光时间；

针对所确定的每个有效曝光时间，控制投影仪按照该有效曝光时间投射结构光；并控制相机按照该有效曝光时间对应的相机增益采集所述结构光对应的第一光栅图像。

可选的，在所述确定所设定的各相机增益对应的投影仪有效曝光时间之后，还包括：

判断所设定的初始相机增益对应的投影仪有效曝光时间是否大于预设最小值；

如果不大于，则执行所述针对所确定的每个有效曝光时间，控制投影仪按照该有效曝光时间投射结构光的步骤；

所述根据所确定的质量参数，在所设定的各相机增益中确定最优相机增益，包括：

根据所确定的质量参数，在所设定的、小于所述初始相机增益的各相机增益中，确定最优相机增益。

可选的，所述根据所确定的质量参数，在所设定的、小于所述初始相机增益的各相机增益中，确定最优相机增益，包括：

确定质量参数大于预设阈值、且对应的投影仪有效曝光时间大于所述预设最小值的第一光栅图像，作为目标第一光栅图像；

将所述目标第一光栅图像对应的相机增益确定为最优相机增益。

可选的，在所述确定所设定的各相机增益对应的投影仪有效曝光时间之后，还包括：

判断所设定的初始相机增益对应的投影仪有效曝光时间是否小于预设最大值；

如果不小于，则执行所述针对所确定的每个有效曝光时间，控制投影仪按照该有效曝光时间投射结构光的步骤；

所述根据所确定的质量参数，在所设定的各相机增益中确定最优相机增益，包括：

根据所确定的质量参数，在所设定的、大于所述初始相机增益的各相机增益中，确定最优相机增益。

可选的，所述根据所确定的质量参数，在所设定的、大于所述初始相机增益的各相机增益中，确定最优相机增益，包括：

确定质量参数大于预设阈值、且对应的投影仪有效曝光时间小于所述预设最大值的第一光栅图像，作为目标第一光栅图像；

将所述目标第一光栅图像对应的相机增益确定为最优相机增益。

可选的，所述确定所设定的各相机增益对应的投影仪有效曝光时间，包括：

针对所设定的每个相机增益，获取该相机增益下的多张第二光栅图像，所述第二光栅图像为：投影仪依次按照所设定的各曝光时间投射的结构光对应的图像；

确定所述多张第二光栅图像中的质量参数；

根据所确定的质量参数，在所设定的曝光时间中确定该相机增益对应的投影仪有效曝光时间；

所述确定所述多张第一光栅图像的质量参数，包括：

针对每张第一光栅图像，确定与该第一光栅图像对应的相机增益、投影仪曝光时间相同的第二光栅图像；将所确定的第二光栅图像的质量参数确定为该第一光栅图像的质量参数。

可选的，所述获取该相机增益下的多张第二光栅图像，包括：

获取该相机增益下的多组第二光栅图像；其中，每组中各张第二光栅图像对应的编码算法相同，每组中各张第二光栅图像对应的测量结构光的编码参数按照预设规则发生变化；

所述确定所述多张第二光栅图像的质量参数，包括：

针对每组第二光栅图像，对该组第二光栅图像进行解码，得到解码数据；基于所述解码数据，确定该组第二光栅图像的质量参数。

可选的，所述确定所述多张第二光栅图像的质量参数，包括：

确定第二光栅图像亮度值与其对应的结构光亮度值的斜率，作为质量参数；

所述根据所确定的质量参数，在所设定的曝光时间中确定该相机增益对应的投影仪有效曝光时间，包括：

在所设定的曝光时间中，确定所述斜率的拐点对应的曝光时间，作为该相机增益对应的投影仪有效曝光时间；

所述根据所确定的质量参数，在所设定的各相机增益中确定最优相机增益，包括：

在所设定的各相机增益中，确定所述斜率的拐点对应的增益，作为最优相机增益。

为达到上述目的，本发明实施例还提供了一种相机增益确定装置，包括：

获取模块，用于获取多张第一光栅图像；所述多张第一光栅图像为：相机依次按照所设定的各相机增益采集的光栅图像；

第一确定模块，用于确定所述多张第一光栅图像的质量参数，所述质量参数为：表示光栅图像成像质量的参数；

第二确定模块，用于根据所确定的质量参数，在所设定的各相机增益中确定最优相机增益。

可选的，所述获取模块，包括：

确定子模块，用于确定所设定的各相机增益对应的投影仪有效曝光时间；

控制子模块，用于针对所确定的每个有效曝光时间，控制投影仪按照该有效曝光时间投射结构光；并控制相机按照该有效曝光时间对应的相机增益采集所述结构光对应的第一光栅图像。

可选的，所述装置还包括：

第一判断模块，用于在所述确定子模块确定所设定的各相机增益对应的投影仪有效曝光时间之后，判断所设定的初始相机增益对应的投影仪有效曝光时间是否大于预设最小值；如果不大于，则触发所述控制子模块；

所述第二确定模块，具体用于：

根据所确定的质量参数，在所设定的、小于所述初始相机增益的各相机增益中，确定最优相机增益。

可选的，所述第二确定模块，具体用于：

确定质量参数大于预设阈值、且对应的投影仪有效曝光时间大于所述预设最小值的第一光栅图像，作为目标第一光栅图像；

将所述目标第一光栅图像对应的相机增益确定为最优相机增益。

可选的，所述装置还包括：

第二判断模块，用于在所述确定子模块确定所设定的各相机增益对应的投影仪有效曝光时间之后，判断所设定的初始相机增益对应的投影仪有效曝光时间是否小于预设最大值；如果不小于，则触发所述控制子模块；

所述第二确定模块，具体用于：

根据所确定的质量参数，在所设定的、大于所述初始相机增益的各相机增益中，确定最优相机增益。

可选的，所述第二确定模块，具体用于：

确定质量参数大于预设阈值、且对应的投影仪有效曝光时间小于所述预设最大值的第一光栅图像，作为目标第一光栅图像；

将所述目标第一光栅图像对应的相机增益确定为最优相机增益。

可选的，所述确定子模块，具体用于：

针对所设定的每个相机增益，获取该相机增益下的多张第二光栅图像，所述第二光栅图像为：投影仪依次按照所设定的各曝光时间投射的结构光对应的图像；确定所述多张第二光栅图像中的质量参数；根据所确定的质量参数，在所设定的曝光时间中确定该相机增益对应的投影仪有效曝光时间；

所述第一确定模块，具体用于：

针对每张第一光栅图像，确定与该第一光栅图像对应的相机增益、投影仪曝光时间相同的第二光栅图像；将所确定的第二光栅图像的质量参数确定为该第一光栅图像的质量参数。

可选的，所述确定子模块，还用于：

获取该相机增益下的多组第二光栅图像；其中，每组中各张第二光栅图像对应的编码算法相同，每组中各张第二光栅图像对应的测量结构光的编码参数按照预设规则发生变化；针对每组第二光栅图像，对该组第二光栅图像进行解码，得到解码数据；基于所述解码数据，确定该组第二光栅图像的质量参数。

可选的，所述确定子模块，还用于：

确定第二光栅图像亮度值与其对应的结构光亮度值的斜率，作为质量参数；

在所设定的曝光时间中，确定所述斜率的拐点对应的曝光时间，作为该相机增益对应的投影仪有效曝光时间；

所述第二确定模块，具体用于：在所设定的各相机增益中，确定所述斜率的拐点对应的增益，作为最优相机增益。

为达到上述目的，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述任一种相机增益确定方法。

应用本发明实施例，相机依次按照所设定的各相机增益采集光栅图像，根据这些光栅图像的质量参数，在所设定的各相机增益中确定最优相机增益；一些情况下，即使将投影仪的曝光时间调整到了其能承受的最大值或最小值，也仍不能调整到较优的曝光时间，不能获取到清晰的光栅图像；这种情况下，利用本方案将相机增益调整至最优，有助于获取到清晰的光栅图像。

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相机增益确定方法的第一种流程示意图；

图2为本发明实施例提供的相机增益确定方法的第二种流程示意图；

图3为本发明实施例提供的相机增益确定方法的第三种流程示意图；

图4为本发明实施例提供的相机增益确定方法的第四种流程示意图；

图5为本发明实施例提供的相机增益确定方法的第五种流程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种相机增益确定装置的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

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。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种相机增益确定方法、装置及设备，该方法及装置可以应用于相机或者与相机相连接的计算机或者其他电子设备，具体不做限定。下面首先对本发明实施例提供的相机增益确定方法进行详细介绍。

图1为本发明实施例提供的相机增益确定方法的第一种流程示意图，包括：

S101：获取多张第一光栅图像；该多张第一光栅图像为：相机依次按照所设定的各相机增益采集的光栅图像。

举例来说，可以预先设定多个相机增益，然后控制相机依次按照所设定的各相机增益采集光栅图像。所设定的各相机增益、以及各相机增益的间隔，具体数值不做限定。举例来说，各相机增益的间隔可以为一固定值；或者，各相机增益的间隔可以为非固定值，比如，先大后小再大，这也是可以的；或者，也可以设定一个响应函数，基于该响应函数，调整相机增益的间隔。

一种实施方式中，可以确定所设定的各相机增益对应的投影仪有效曝光时间；针对所确定的每个有效曝光时间，控制投影仪按照该有效曝光时间投射结构光；并控制相机按照该有效曝光时间对应的相机增益采集所述结构光对应的第一光栅图像。

可以理解，不同的相机增益下，投影仪的有效曝光时间是不同的。本实施方式中，确定各相机增益对应的投影仪有效曝光时间，采集的光栅图像对应的相机增益及投影仪曝光时间均较合适，因此，光栅图像成像质量较好，后续确定最优相机增益更准确。

可以基于经验值确定相机增益对应的投影仪有效曝光时间，也可以采用如下方式确定相机增益对应的投影仪有效曝光时间：

针对所设定的每个相机增益，获取该相机增益下的多张第二光栅图像，所述第二光栅图像为：投影仪依次按照所设定的各曝光时间投射的结构光对应的图像；确定所述多张第二光栅图像中的质量参数；根据所确定的质量参数，在所设定的曝光时间中确定该相机增益对应的投影仪有效曝光时间。

举例来说，可以预先设定多个投影仪曝光时间，然后控制投影仪依次按照所设定的各曝光时间投射结构光。所设定的各投影仪曝光时间、以及各投影仪曝光时间的间隔，具体数值不做限定。举例来说，各投影仪曝光时间的间隔可以为一固定值；或者，各投影仪曝光时间的间隔可以为非固定值，比如，先大后小再大，这也是可以的；或者，也可以设定一个响应函数，基于该响应函数，调整投影仪曝光时间的间隔。

下面内容以相机增益为g为例进行说明，投影仪依次按照所设定的各曝光时间投射结构光，相机在相机增益为g的情况下，分别采集每次投射的结构光对应的光栅图像。为了区分描述，将确定投影仪有效曝光时间过程中采集的光栅图像称为第二光栅图像，将S101中获取的光栅图像称为第一光栅图像。

确定第二光栅图像中的质量参数有多种方式，比如：

一种实施方式中，可以获取相机增益为g的情况下采集的多组第二光栅图像；其中，每组中各张第二光栅图像对应的编码算法相同，每组中各张第二光栅图像对应的测量结构光的编码参数按照预设规则发生变化；这样，便可以针对每组第二光栅图像，对该组第二光栅图像进行解码，得到解码数据；基于所述解码数据，确定该组第二光栅图像的质量参数。

简单来说，结构光是对空间位置进行网格化数字编码，比如，条纹结构光是对二维平面的网格化数字编码，iPhone X结构光是对三维空间的网格化数字编码。对空间位置进行网格化数字编码，也就是对每个离散空间位置编码一个唯一的值。相对应的，通过光栅图像的每个像素点，可以解码出这个空间编码数值。

编码过程可以理解为：投影仪投射出对空间位置进行网格化编码的结构光；解码过程可以理解为：通过对一组光栅图像进行计算，恢复出每个像素点的空间编码值；空间编码值是符合分布规律的，一种编码算法可以对应一种分布规律。因此，可以统计所述解码数据中符合分布规律的像素点比例，作为该组光栅图像的质量参数。符合分布规律的像素点比例越大，表示该组光栅图像的质量参数越优。

以相机增益为g且曝光时间t为例来说，可以控制投影仪在曝光时间为t的情况下，投射一组测量结构光，这一组测量结构光对应的编码算法相同，而编码参数按照预设规则发生变化，获取相机增益为g的情况下采集的这一组测量结构光对应的一组光栅图像。测量结构光的编码算法可以为相移法、二进制码法、格雷码法等等。如果编码算法为相移法，则编码参数可以为相位，也就是这一组测量结构光的相位按照预设规则发生变化。如果编码算法为二进制码法、格雷码法，则编码参数可以为条纹宽度、或者为其他改变结构光图案的参数，具体不做限定。

举例来说，如果编码算法为相移法，则测量结构光可以为正弦光或余弦光。测量结构光的方向分布可以为横向分布、纵向分布等等，具体不做限定。本实施例中，同一组测量结构光的编码算法及方向分布是相同的，同一组测量结构光的编码参数是不同的。

举例来说，可以控制投影仪在所设定的每个曝光时间下，投射三次纵向正弦分布的结构光；或者，可以控制投影仪在所设定的每个曝光时间下，投射三次横向正弦分布的结构光；等等，不再一一列举。各曝光时间下测量结构光的编码算法、方向分布、及编码参数变化规则是相同的，这样后续质量参数才更合理。

再举一例，可以控制投影仪在所设定的每个曝光时间下，投射多组测量结构光，比如，可以投射三次纵向正弦分布的结构光(作为一组测量结构光)、三次横向正弦分布的结构光(作为另一组测量结构光)，这样，一个曝光时间对应多组光栅图像，这也是可以的。

或者，也可以控制投影仪在在所设定的每个曝光时间下，投射多组编码算法不同的测量结构光，比如，可以投射三次纵向正弦分布的结构光(作为一组测量结构光)、三次采用二进制码法编码的结构光(作为另一组测量结构光)，这样，一个曝光时间对应多组光栅图像，这也是可以的。

每组光栅图像的数量不做限定。举例来说，如果编码算法为相移法，则一组光栅图像中可以包括3张、4张或者5张光栅图像，如果编码算法为格雷码法，每组光栅图像的数量可以与光栅图像分辨率相关，比如，分辨率为1440*900的情况下，一组光栅图像中可以包括10张光栅图像。该例子中的具体数值仅为举例说明，并不对本发明实施例构成限定。

可以理解，光栅图像的解码数据中包括各像素点对应的位置标记。解码方式有多种，比如，采用格雷码的解码方式、相移法的解码方式等等，不再一一列举。

一组光栅图像对应一份解码数据；如上所述，如果投影仪在所设定的每个曝光时间下，投射一组测量结构光，则一个曝光时间对应一份解码数据；如果投影仪在所设定的每个曝光时间下，投射多组测量结构光，则一个曝光时间对应多份解码数据。

编码算法与解码算法(或者说解码方式)相对应。举例来说，如果采用的编码算法为相移法，则解码时也相应地采用相移法对应的解码方式，这种情况下，解码数据为周期性横向分布或纵向分布的相位数据(或者说，相移法对应的分布规律为：解码数据周期性横向分布或纵向分布)。解码数据中，顺序正常分布的像素点比例越大，表示光栅图像的成像质量越好，可以将顺序正常分布的像素点比例作为光栅图像的质量参数。

再举一例，如果采用的编码算法为格雷码法，则解码时也相应地采用格雷码法对应的解码方式，这种情况下，解码数据为横向顺序分布或纵向顺序分布的位置数据(或者说，格雷码法对应的分布规律为：解码数据横向顺序分布或纵向顺序分布)。类似的，解码数据中顺序正常分布的像素点比例越大，表示光栅图像的成像质量越好，可以将顺序正常分布的像素点比例作为光栅图像的质量参数。

或者，另一种情况下，也可以根据光栅图像中的条纹宽度，确定光栅图像的质量参数。

举例来说，如果按照格雷码的编码算法投射结构光，则得到的光栅图像中通常包括黑条纹和白条纹；而且在图像偏亮的情况下，白条纹比黑条纹宽；在图像偏暗的情况下，黑条纹比白条纹宽。因此，可以根据条纹的宽度变化判断成像质量，比如，可以把各条纹宽度的偏差像素数量作为质量参数，这样，偏差像素数量越小，表示质量参数越优。

这种实施方式中，根据所确定的质量参数，在所设定的曝光时间中确定相机增益g对应的投影仪有效曝光时间，也就是将最优质量参数对应的曝光时间确定为相机增益g对应的投影仪有效曝光时间。

最优质量参数也就是成像质量最好的光栅图像对应的质量参数。如果将光栅图像中各条纹宽度的偏差像素数量作为质量参数，则偏差像素数量最小时，质量参数最优。如果将解码数据中符合分布规律的像素点比例作为该组光栅图像的质量参数，则像素点比例最大时，质量参数最优。

或者，可以采用另一种实施方式，确定第二光栅图像中的质量参数：确定第二光栅图像亮度值与其对应的结构光亮度值的斜率，作为质量参数。这种实施方式中，根据所确定的质量参数，在所设定的曝光时间中确定该相机增益对应的投影仪有效曝光时间，也就是在所设定的曝光时间中，确定所述斜率的拐点对应的曝光时间，作为该相机增益对应的投影仪有效曝光时间。

假设光栅图像亮度值与结构光亮度值的响应关系为：y＝k*x+b；其中，y表示光栅图像亮度值，x表示结构光亮度值，k表示斜率，b表示截距。

可以理解，两组(x，y)即可确定出k、b的值，因此，举个简单的例子，在曝光时间为t的情况下，投影仪可以投射两次不同亮度值的结构光，以确定出曝光时间为t的情况下的斜率k。

或者，也可以在曝光时间为t的情况下，投影仪投射两次以上不同亮度值的结构光，得到大于两组(x，y)。基于得到的多组(x，y)得到多个k值，然后可以综合考虑该多个k值的变化情况，该变化情况可以为理解为一种变化趋势。比如，大部分的k值都变大，只有少数k值未变大，则可以认为斜率变大。

可以理解，投影仪曝光时间存在一个最优值，如果曝光时间初始值为一个较小值，则在该初始值的基础上增加曝光时间的过程中，在到达该最优值之前，k随曝光时间的增大而增大，在到达该最优值之后，k不再随曝光时间的增大而增大。因此，可以将k作为质量参数，将k的拐点对应的曝光时间确定为投影仪有效曝光时间。

S102：确定该多张第一光栅图像的质量参数。所述质量参数为：表示光栅图像成像质量的参数。

上述内容中介绍了两种确定光栅图像质量参数的方式，S102可以采用任一种方式确定第一光栅图像的质量参数，不再赘述。

上述内容中，已经确定出第二光栅图像的质量参数，一种情况下也可以针对每张第一光栅图像，确定与该第一光栅图像对应的相机增益、投影仪曝光时间相同的第二光栅图像；将所确定的第二光栅图像的质量参数确定为该第一光栅图像的质量参数。

可以理解，采集第一光栅图像与采集第二光栅时场景相同或者相似，因此，可以直接根据第二光栅图像的质量参数确定第一光栅图像的质量参数，不需要再重新计算第一光栅图像的质量参数，提高了处理效率。

S103：根据所确定的质量参数，在所设定的各相机增益中确定最优相机增益。

如果该质量参数为上述一种实施方式中的“顺序正常分布的像素点比例”，则这里可以将值最大的质量参数对应的相机增益确定为最优相机增益。

如果该质量参数为上述另一种实施方式中的“光栅图像亮度值与其对应的结构光亮度值的斜率”，则这里可以将该斜率的拐点对应的增益确定为最优相机增益。

或者，质量参数也可以为其他用于表示光栅图像成像质量的参数，具体不做限定。选择最优质量参数对应的相机增益作为最优相机增益。

应用本发明图1所示实施例，相机依次按照所设定的各相机增益采集光栅图像，根据这些光栅图像的质量参数，在所设定的各相机增益中确定最优相机增益；一些情况下，即使将投影仪的曝光时间调整到了其能承受的最大值或最小值，也仍不能调整到较优的曝光时间，不能获取到清晰的光栅图像；这种情况下，利用本方案将相机增益调整至最优，这样，便可以获取到清晰的光栅图像。

图2为本发明实施例提供的相机增益确定方法的第二种流程示意图，包括：

S201：确定所设定的各相机增益对应的投影仪有效曝光时间。

S202：判断所设定的初始相机增益对应的投影仪有效曝光时间是否大于预设最小值。如果大于，则执行S203：将初始相机增益确定为最优相机增益。如果不大于，执行S204。

预设最小值可以为投影仪的硬件可承受的最小值，如果投影仪有效曝光时间大于预设最小值，也就是说在投影仪的硬件可承受范围内，这种情况下，直接将初始相机增益认为是最优相机增益，也就是不需要对相机增益进行调整(可以对投影仪的曝光时间进行调整)，即可获得较清晰的光栅图像。

而如果投影仪有效曝光时间不大于预设最小值，也就是说在投影仪的硬件可承受范围外，这种情况下，不能再对投影仪的曝光时间进行调整，而需要确定最优相机增益，将相机增益调整为所确定的最优相机增益，以获得较清晰的光栅图像。

S204：针对所确定的每个有效曝光时间，控制投影仪按照该有效曝光时间投射结构光；并控制相机按照该有效曝光时间对应的相机增益采集该结构光对应的第一光栅图像。

S205：确定该多张第一光栅图像的质量参数，所述质量参数为：表示光栅图像成像质量的参数。

S206：根据所确定的质量参数，在所设定的、小于初始相机增益的各相机增益中，确定最优相机增益。

具体来说，可以确定质量参数大于预设阈值、且对应的投影仪有效曝光时间大于所述预设最小值的第一光栅图像，作为目标第一光栅图像；将所述目标第一光栅图像对应的相机增益确定为最优相机增益。

图2实施例可以解决光栅图像太亮的问题。如果S202中判定初始相机增益对应的投影仪有效曝光时间不大于预设最小值，则表示即使将投影仪的曝光时间调整到了硬件可承受的最小值，光栅图像仍然太亮，这种情况下，可以减小相机增益，因此，S206中是在小于初始相机增益的各相机增益中，确定最优相机增益。

图2实施例的具体流程可以参考图3：

S301：计算初始相机增益对应的投影仪有效曝光时间。

S302：判断初始相机增益对应的投影仪有效曝光时间是否大于预设最小值，如果大于，执行S303，如果不大于，执行S304。

S303：将初始相机增益确定为最优相机增益。

S304：减小相机增益。

S305：计算当前相机增益对应的投影仪曝光时间。

S306：控制投影仪按照该有效曝光时间投射结构光；并控制相机按照该当前相机增益采集该结构光对应的第一光栅图像。

S307：计算第一光栅图像的质量参数。

S308：判断该质量参数是否大于预设阈值，如果不大于，执行S309，如果大于，执行S310。

S309：将最后一次减小相机增益之前的相机增益确定为最优相机增益。

本实施例中，可以针对光栅图像的成像质量设定一个阈值，如果质量参数大于该阈值，表示光栅图像的成像质量是可以接受的，如果质量参数不大于该阈值，则表示该光栅图像的成像质量不可以接受，也就是说，不能再减小相机增益，将最后一次减小相机增益之前的相机增益确定为最优相机增益。

该阈值可以为一个绝对量，比如，假设质量参数为0-1之间的数据，则该阈值可以为0.8、0.81等等，具体不做限定。或者，该阈值可以为一个相对量，该相对量可以为相比基准质量参数的减小比例，比如，相对量为(S0-S)/S0，其中，S0为基准质量参数，S为S308中待比较的质量参数。

S310：判断当前相机增益对应的投影仪曝光时间是否大于预设最小值，如果大于，则执行S311，如果不大于，则返回执行S304。

S311：将当前相机增益确定为最优相机增益。

应用本发明图2-3实施例，可以解决光栅图像太亮的问题。如果投影仪的曝光时间调整到了硬件可承受的最小值，光栅图像仍然太亮，这种情况下，可以利用图2-3实施例，减小相机增益，以获得较清晰的光栅图像。

如果投影仪有效曝光时间太长，以至于影响了三维测量系统的帧率，或者投影仪有效曝光时间大于投影仪硬件能承受的最大值，或者投影仪有效曝光时间大于用户期望的最大值，则可以应用图4-5所示实施例，以解决这些问题。

图4为本发明实施例提供的相机增益确定方法的第四种流程示意图，包括：

S401：确定所设定的各相机增益对应的投影仪有效曝光时间。

S402：判断所设定的初始相机增益对应的投影仪有效曝光时间是否小于预设最大值。如果小于，则执行S403：将初始相机增益确定为最优相机增益。如果不小于，执行S404。

预设最大值可以为投影仪的硬件可承受的最大值，或者也可以为用户期望的投影仪曝光时间的最大值，或者也可以为可接受的帧率对应的投影仪曝光时间的最大值。如果投影仪有效曝光时间小于预设最大值，也就是说在投影仪的硬件、或者用户、或者帧率对应的可接受范围内，这种情况下，直接将初始相机增益认为是最优相机增益，也就是不需要对相机增益进行调整(可以对投影仪的曝光时间进行调整)，即可获得较清晰的光栅图像。

而如果投影仪有效曝光时间不小于预设最大值，也就是说在投影仪的硬件、或者用户、或者帧率对应的可接受范围外，这种情况下，不能再对投影仪的曝光时间进行调整，而需要确定最优相机增益，将相机增益调整为所确定的最优相机增益，以获得较清晰的光栅图像。

S404：针对所确定的每个有效曝光时间，控制投影仪按照该有效曝光时间投射结构光；并控制相机按照该有效曝光时间对应的相机增益采集该结构光对应的第一光栅图像。

S405：确定该多张第一光栅图像的质量参数，所述质量参数为：表示光栅图像成像质量的参数。

S406：根据所确定的质量参数，在所设定的、大于初始相机增益的各相机增益中，确定最优相机增益。

具体来说，可以确定质量参数大于预设阈值、且对应的投影仪有效曝光时间小于所述预设最大值的第一光栅图像，作为目标第一光栅图像；将所述目标第一光栅图像对应的相机增益确定为最优相机增益。

如果S402中判定初始相机增益对应的投影仪有效曝光时间不小于预设最大值，则表示即使将投影仪的曝光时间调整到了投影仪的硬件、或者用户、或者帧率对应的可接受范围的最大值，光栅图像仍然太暗，这种情况下，可以增大相机增益，因此，S406中是在大于初始相机增益的各相机增益中，确定最优相机增益。

图4实施例的具体流程可以参考图5：

S501：计算初始相机增益对应的投影仪有效曝光时间。

S502：判断初始相机增益对应的投影仪有效曝光时间是否小于预设最大值，如果小于，执行S503，如果不小于，执行S504。

S503：将初始相机增益确定为最优相机增益。

S504：增大相机增益。

S505：计算当前相机增益对应的投影仪曝光时间。

S506：控制投影仪按照该有效曝光时间投射结构光；并控制相机按照该当前相机增益采集该结构光对应的第一光栅图像。

S507：计算第一光栅图像的质量参数。

S508：判断该质量参数是否大于预设阈值，如果不大于，执行S509，如果大于，执行S510。

S509：将最后一次增大相机增益之前的相机增益确定为最优相机增益。

本实施例中，可以针对光栅图像的成像质量设定一个阈值，如果质量参数大于该阈值，表示光栅图像的成像质量是可以接受的，如果质量参数不大于该阈值，则表示该光栅图像的成像质量不可以接受，也就是说，不能再减小相机增益，将最后一次减小相机增益之前的相机增益确定为最优相机增益。

该阈值可以为一个绝对量，比如，假设质量参数为0-1之间的数据，则该阈值可以为0.8、0.81等等，具体不做限定。或者，该阈值可以为一个相对量，该相对量可以为相比基准质量参数的减小比例，比如，相对量为(S0-S)/S0，其中，S0为基准质量参数，S为S508中待比较的质量参数。

S510：判断当前相机增益对应的投影仪曝光时间是否小于预设最大值，如果小于，则执行S511，如果不小于，则返回执行S504。

S511：将当前相机增益确定为最优相机增益。

应用本发明图4-5实施例，可以解决投影仪有效曝光时间太长，影响三维测量系统帧率的问题，或者可以解决投影仪有效曝光时间大于投影仪硬件能承受的最大值的问题，或者可以解决投影仪有效曝光时间大于用户期望的最大值的问题。如果投影仪的曝光时间调整到了投影仪的硬件、或者用户、或者帧率对应的可接受范围的最大值，光栅图像仍然太暗，这种情况下，可以利用图4-5实施例，增大相机增益，以获得较清晰的光栅图像。

与上述方法实施例相对应，本发明实施例还提供一种相机增益确定装置，如图6所示，包括：

获取模块601，用于获取多张第一光栅图像；所述多张第一光栅图像为：相机依次按照所设定的各相机增益采集的光栅图像；

第一确定模块602，用于确定所述多张第一光栅图像的质量参数，所述质量参数为：表示光栅图像成像质量的参数；

第二确定模块603，用于根据所确定的质量参数，在所设定的各相机增益中确定最优相机增益。

作为一种实施方式，获取模块601，包括：确定子模块和控制子模块(图中未示出)，其中，

确定子模块，用于确定所设定的各相机增益对应的投影仪有效曝光时间；

控制子模块，用于针对所确定的每个有效曝光时间，控制投影仪按照该有效曝光时间投射结构光；并控制相机按照该有效曝光时间对应的相机增益采集所述结构光对应的第一光栅图像。

作为一种实施方式，所述装置还包括：

第一判断模块(图中未示出)，用于在所述确定子模块确定所设定的各相机增益对应的投影仪有效曝光时间之后，判断所设定的初始相机增益对应的投影仪有效曝光时间是否大于预设最小值；如果不大于，则触发所述控制子模块；

第二确定模块603，具体用于：

根据所确定的质量参数，在所设定的、小于所述初始相机增益的各相机增益中，确定最优相机增益。

作为一种实施方式，第二确定模块603，具体用于：

确定质量参数大于预设阈值、且对应的投影仪有效曝光时间大于所述预设最小值的第一光栅图像，作为目标第一光栅图像；

将所述目标第一光栅图像对应的相机增益确定为最优相机增益。

作为一种实施方式，所述装置还包括：

第二判断模块(图中未示出)，用于在所述确定子模块确定所设定的各相机增益对应的投影仪有效曝光时间之后，判断所设定的初始相机增益对应的投影仪有效曝光时间是否小于预设最大值；如果不小于，则触发所述控制子模块；

第二确定模块603，具体用于：

根据所确定的质量参数，在所设定的、大于所述初始相机增益的各相机增益中，确定最优相机增益。

作为一种实施方式，第二确定模块603，具体用于：确定质量参数大于预设阈值、且对应的投影仪有效曝光时间小于所述预设最大值的第一光栅图像，作为目标第一光栅图像；

将所述目标第一光栅图像对应的相机增益确定为最优相机增益。

作为一种实施方式，所述确定子模块，具体用于：

针对所设定的每个相机增益，获取该相机增益下的多张第二光栅图像，所述第二光栅图像为：投影仪依次按照所设定的各曝光时间投射的结构光对应的图像；确定所述多张第二光栅图像中的质量参数；根据所确定的质量参数，在所设定的曝光时间中确定该相机增益对应的投影仪有效曝光时间；

第一确定模块602，具体用于：

针对每张第一光栅图像，确定与该第一光栅图像对应的相机增益、投影仪曝光时间相同的第二光栅图像；将所确定的第二光栅图像的质量参数确定为该第一光栅图像的质量参数。

作为一种实施方式，所述确定子模块，还用于：

获取该相机增益下的多组第二光栅图像；其中，每组中各张第二光栅图像对应的编码算法相同，每组中各张第二光栅图像对应的测量结构光的编码参数按照预设规则发生变化；针对每组第二光栅图像，对该组第二光栅图像进行解码，得到解码数据；基于所述解码数据，确定该组第二光栅图像的质量参数。

作为一种实施方式，所述确定子模块，还用于：

确定第二光栅图像亮度值与其对应的结构光亮度值的斜率，作为质量参数；

在所设定的曝光时间中，确定所述斜率的拐点对应的曝光时间，作为该相机增益对应的投影仪有效曝光时间；

第二确定模块603，具体用于：在所设定的各相机增益中，确定所述斜率的拐点对应的增益，作为最优相机增益。

应用本发明图6所示实施例，相机依次按照所设定的各相机增益采集光栅图像，根据这些光栅图像的质量参数，在所设定的各相机增益中确定最优相机增益；一些情况下，即使将投影仪的曝光时间调整到了其能承受的最大值或最小值，也仍不能调整到较优的曝光时间，不能获取到清晰的光栅图像；这种情况下，利用本方案将相机增益调整至最优，这样，便可以获取到清晰的光栅图像。

本发明实施例还提供了一种电子设备，如图7所示，包括处理器701和存储器702，存储器702，用于存放计算机程序；处理器701，用于执行存储器702上所存放的程序时，实现上述任一种相机增益确定方法。

上述电子设备提到的存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种相机增益确定方法。

需要说明的是，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。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于图6所示的相机增益确定装置、图7所示的电子设备实施例、以及上述计算机可读存储介质而言，由于其基本相似于图1-5所示的相机增益确定方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见图1-5所示的相机增益确定方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (16)

1.一种相机增益确定方法，其特征在于，包括：

获取多张第一光栅图像；所述多张第一光栅图像为：相机依次按照所设定的各相机增益采集的光栅图像；

确定所述多张第一光栅图像的质量参数，所述质量参数为：表示光栅图像成像质量的参数；

根据所确定的质量参数，在所设定的各相机增益中确定最优相机增益；

所述获取多张第一光栅图像，包括：

确定所设定的各相机增益对应的投影仪有效曝光时间；

针对所确定的每个有效曝光时间，控制投影仪按照该有效曝光时间投射结构光；并控制相机按照该有效曝光时间对应的相机增益采集所述结构光对应的第一光栅图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定所设定的各相机增益对应的投影仪有效曝光时间之后，还包括：

判断所设定的初始相机增益对应的投影仪有效曝光时间是否大于预设最小值；

如果不大于，则执行所述针对所确定的每个有效曝光时间，控制投影仪按照该有效曝光时间投射结构光的步骤；

所述根据所确定的质量参数，在所设定的各相机增益中确定最优相机增益，包括：

根据所确定的质量参数，在所设定的、小于所述初始相机增益的各相机增益中，确定最优相机增益。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所确定的质量参数，在所设定的、小于所述初始相机增益的各相机增益中，确定最优相机增益，包括：

确定质量参数大于预设阈值、且对应的投影仪有效曝光时间大于所述预设最小值的第一光栅图像，作为目标第一光栅图像；

将所述目标第一光栅图像对应的相机增益确定为最优相机增益。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定所设定的各相机增益对应的投影仪有效曝光时间之后，还包括：

判断所设定的初始相机增益对应的投影仪有效曝光时间是否小于预设最大值；

如果不小于，则执行所述针对所确定的每个有效曝光时间，控制投影仪按照该有效曝光时间投射结构光的步骤；

所述根据所确定的质量参数，在所设定的各相机增益中确定最优相机增益，包括：

根据所确定的质量参数，在所设定的、大于所述初始相机增益的各相机增益中，确定最优相机增益。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所确定的质量参数，在所设定的、大于所述初始相机增益的各相机增益中，确定最优相机增益，包括：

确定质量参数大于预设阈值、且对应的投影仪有效曝光时间小于所述预设最大值的第一光栅图像，作为目标第一光栅图像；

将所述目标第一光栅图像对应的相机增益确定为最优相机增益。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所设定的各相机增益对应的投影仪有效曝光时间，包括：

针对所设定的每个相机增益，获取该相机增益下的多张第二光栅图像，所述第二光栅图像为：投影仪依次按照所设定的各曝光时间投射的结构光对应的图像；

确定所述多张第二光栅图像中的质量参数；

根据所确定的质量参数，在所设定的曝光时间中确定该相机增益对应的投影仪有效曝光时间；

所述确定所述多张第一光栅图像的质量参数，包括：

针对每张第一光栅图像，确定与该第一光栅图像对应的相机增益、投影仪曝光时间相同的第二光栅图像；将所确定的第二光栅图像的质量参数确定为该第一光栅图像的质量参数。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取该相机增益下的多张第二光栅图像，包括：

获取该相机增益下的多组第二光栅图像；其中，每组中各张第二光栅图像对应的编码算法相同，每组中各张第二光栅图像对应的测量结构光的编码参数按照预设规则发生变化；

所述确定所述多张第二光栅图像的质量参数，包括：

针对每组第二光栅图像，对该组第二光栅图像进行解码，得到解码数据；基于所述解码数据，确定该组第二光栅图像的质量参数。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定所述多张第二光栅图像的质量参数，包括：

确定第二光栅图像亮度值与其对应的结构光亮度值的斜率，作为质量参数；

所述根据所确定的质量参数，在所设定的曝光时间中确定该相机增益对应的投影仪有效曝光时间，包括：

在所设定的曝光时间中，确定所述斜率的拐点对应的曝光时间，作为该相机增益对应的投影仪有效曝光时间；

所述根据所确定的质量参数，在所设定的各相机增益中确定最优相机增益，包括：

在所设定的各相机增益中，确定所述斜率的拐点对应的增益，作为最优相机增益。

9.一种相机增益确定装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取多张第一光栅图像；所述多张第一光栅图像为：相机依次按照所设定的各相机增益采集的光栅图像；

第一确定模块，用于确定所述多张第一光栅图像的质量参数，所述质量参数为：表示光栅图像成像质量的参数；

第二确定模块，用于根据所确定的质量参数，在所设定的各相机增益中确定最优相机增益；

所述获取模块，包括：

确定子模块，用于确定所设定的各相机增益对应的投影仪有效曝光时间；

控制子模块，用于针对所确定的每个有效曝光时间，控制投影仪按照该有效曝光时间投射结构光；并控制相机按照该有效曝光时间对应的相机增益采集所述结构光对应的第一光栅图像。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一判断模块，用于在所述确定子模块确定所设定的各相机增益对应的投影仪有效曝光时间之后，判断所设定的初始相机增益对应的投影仪有效曝光时间是否大于预设最小值；如果不大于，则触发所述控制子模块；

所述第二确定模块，具体用于：

根据所确定的质量参数，在所设定的、小于所述初始相机增益的各相机增益中，确定最优相机增益。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，具体用于：

确定质量参数大于预设阈值、且对应的投影仪有效曝光时间大于所述预设最小值的第一光栅图像，作为目标第一光栅图像；

将所述目标第一光栅图像对应的相机增益确定为最优相机增益。

12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二判断模块，用于在所述确定子模块确定所设定的各相机增益对应的投影仪有效曝光时间之后，判断所设定的初始相机增益对应的投影仪有效曝光时间是否小于预设最大值；如果不小于，则触发所述控制子模块；

所述第二确定模块，具体用于：

根据所确定的质量参数，在所设定的、大于所述初始相机增益的各相机增益中，确定最优相机增益。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，具体用于：

确定质量参数大于预设阈值、且对应的投影仪有效曝光时间小于所述预设最大值的第一光栅图像，作为目标第一光栅图像；

将所述目标第一光栅图像对应的相机增益确定为最优相机增益。

14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述确定子模块，具体用于：

针对所设定的每个相机增益，获取该相机增益下的多张第二光栅图像，所述第二光栅图像为：投影仪依次按照所设定的各曝光时间投射的结构光对应的图像；确定所述多张第二光栅图像中的质量参数；根据所确定的质量参数，在所设定的曝光时间中确定该相机增益对应的投影仪有效曝光时间；

所述第一确定模块，具体用于：

针对每张第一光栅图像，确定与该第一光栅图像对应的相机增益、投影仪曝光时间相同的第二光栅图像；将所确定的第二光栅图像的质量参数确定为该第一光栅图像的质量参数。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述确定子模块，还用于：

获取该相机增益下的多组第二光栅图像；其中，每组中各张第二光栅图像对应的编码算法相同，每组中各张第二光栅图像对应的测量结构光的编码参数按照预设规则发生变化；针对每组第二光栅图像，对该组第二光栅图像进行解码，得到解码数据；基于所述解码数据，确定该组第二光栅图像的质量参数。

16.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述确定子模块，还用于：

确定第二光栅图像亮度值与其对应的结构光亮度值的斜率，作为质量参数；

在所设定的曝光时间中，确定所述斜率的拐点对应的曝光时间，作为该相机增益对应的投影仪有效曝光时间；

所述第二确定模块，具体用于：在所设定的各相机增益中，确定所述斜率的拐点对应的增益，作为最优相机增益。

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