CN112465891A - 一种深度图像获得方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种深度图像获得方法、装置、电子设备及存储介质,涉及图像处理技术领域,包括:从当前保存的多组待测对象的图像中,选择最新采集的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图,其中,所述图像为图像采集设备在相同的曝光参数下采集的图像;判断所述当前亮度合成图的亮度是否符合预设的生成深度图像所需的亮度条件;若所述当前亮度合成图的亮度符合所述亮度条件,基于所述当前亮度合成图生成所述待测对象的深度图像。由此可见,应用本申请实施例提供的方案,可以提高深度图像的获得效率。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域,特别是涉及一种深度图像获得方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
在三维检测的应用场景下,为了获得待测对象的深度信息,通常需要利用图像采集设备获得待测对象的深度图像。
现有技术中,在获得深度图像时,通常需要根据待测对象设定图像采集设备的曝光参数,以最优的曝光参数采集多张图像,再根据所采集的图像获得待测对象的深度图像。
应用现有技术虽然可以得到深度图像,但是在设置曝光参数时,可能需要反复尝试不同的曝光参数,以此来确定最优曝光参数,而每次调整曝光参数后,都需要根据调整后的曝光参数重新获得待测对象的多张图像。这样由于调整曝光参数会带来较大的时间损耗,从而降低深度图像的获得效率。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种深度图像获得方法、装置、电子设备及存储介质,以提高深度图像的获得效率。具体技术方案如下:
第一方面,本申请实施例提供了一种深度图像获得方法,所述方法包括:
从当前保存的多组待测对象的图像中,选择最新采集的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图,其中,所述图像为图像采集设备在相同的曝光参数下采集的图像;
判断所述当前亮度合成图的亮度是否符合预设的生成深度图像所需的亮度条件;
若所述当前亮度合成图的亮度符合所述亮度条件,基于所述当前亮度合成图生成所述待测对象的深度图像。
本申请的一个实施例中,所述方法还包括:
若所述当前亮度合成图的亮度不符合所述亮度条件,则更新所述目标数量,返回所述从当前保存的多组待测对象的图像中,选择最新采集的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图的步骤。
本申请的一个实施例中,所述判断所述当前亮度合成图的亮度是否符合预设的生成深度图像所需的亮度条件,包括:
基于所述当前亮度合成图内各个像素点的像素值,获得所述当前亮度合成图内各个像素点的可靠度,其中,每一像素点的可靠度表征:利用该像素点的像素值得到深度图像的可靠程度;
统计所述当前亮度合成图中不可靠像素点的第一数量,其中,所述不可靠像素点为:可靠度小于预设的可靠度阈值的像素点;
在所述第一数量小于或等于预设的数量阈值的情况下,判断所述当前亮度合成图的亮度符合预设的生成深度图像所需的亮度条件。
本申请的一个实施例中,所述若所述当前亮度合成图的亮度不符合所述亮度条件,则更新所述目标数量,返回所述从当前保存的多组待测对象的图像中,选择最新采集的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图的步骤,包括:
若所述当前亮度合成图的亮度不符合所述亮度条件,则计算所述不可靠像素点的灰度平均值;
在所述灰度平均值小于预设的第一灰度阈值的情况下,增大所述目标数量,返回所述从当前保存的多组待测对象的图像中,选择最新采集的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图的步骤;
在所述灰度平均值大于预设的第二灰度阈值的情况下,减小所述目标数量,返回所述从当前保存的多组待测对象的图像中,选择最新采集的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图的步骤,其中,所述第二灰度阈值大于或等于所述第一灰度阈值;
所述方法还包括:
在所述灰度平均值大于等于所述第一灰度阈值且小于等于所述第二灰度阈值的情况下,基于所述当前亮度合成图生成所述待测对象的深度图像。
本申请的一个实施例中,所述方法还包括:
在更新亮度合成图中不可靠像素点的第二数量不小于第一数量的情况下,基于所述更新亮度合成图生成深度图像,其中,所述更新亮度合成图为:对所述目标数量进行更新后选择的图像进行亮度合成、所得到的亮度合成图,所述第一数量为:在对所述目标数量更新之前最近一次统计得到的所述当前亮度合成图中不可靠像素点的数量。
本申请的一个实施例中,所述基于所述当前亮度合成图内各个像素点的像素值,获得所述当前亮度合成图内各个像素点的可靠度,包括:
基于所述当前亮度合成图内各个像素点的像素值,获得所述当前亮度合成图内各个像素点的目标特征值,作为所述当前亮度合成图内各个像素点的可靠度,其中,所述目标特征值包括以下特征值中的至少一种:灰度特征值、梯度特征值、频域特征值。
本申请的一个实施例中,在所述目标特征值为梯度特征值的情况下,所述当前亮度合成图内坐标位置为(x,y)的像素点的梯度特征值S(x,y)为根据以下公式计算得到的梯度特征值:
其中,所述I(x,y)表示所述当前亮度合成图内坐标位置为(x,y)的像素点的像素值,所述w表示预设的像素宽度,所述d(i,j)为:基于坐标位置为(i,j)的像素点到坐标位置为(x,y)的像素点的距离预设的权重系数。
本申请的一个实施例中,所述从当前保存的多组待测对象的图像中,选择最新采集的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图,包括:
从预设长度的图像队列中,选择最新缓存的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图,其中,所述图像队列用于按照采集顺序对最新采集的图像进行缓存,所述预设长度表征:所述图像队列支持缓存的最大图像数量,所述预设长度的取值不小于所述目标数量。
第二方面,本申请实施例提供了一种深度图像获得装置,所述装置包括:
图像合成模块,用于从当前保存的多组待测对象的图像中,选择最新采集的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图,其中,所述图像为图像采集设备在相同的曝光参数下采集的图像;
亮度判断模块,用于判断所述当前亮度合成图的亮度是否符合预设的生成深度图像所需的亮度条件;
第一深度图像生成模块,用于若所述当前亮度合成图的亮度符合所述亮度条件,基于所述当前亮度合成图生成所述待测对象的深度图像。
本申请的一个实施例中,所述装置还包括:
目标数量更新模块,用于若所述当前亮度合成图的亮度不符合所述亮度条件,则更新所述目标数量,触发所述图像合成模块。
本申请的一个实施例中,所述亮度判断模块,包括:
可靠度获得单元,用于基于所述当前亮度合成图内各个像素点的像素值,获得所述当前亮度合成图内各个像素点的可靠度,其中,每一像素点的可靠度表征:利用该像素点的像素值得到深度图像的可靠程度;
数量统计单元,用于统计所述当前亮度合成图中不可靠像素点的第一数量,其中,所述不可靠像素点为:可靠度小于预设的可靠度阈值的像素点;
亮度判断单元,用于在所述第一数量小于或等于预设的数量阈值的情况下,判断所述当前亮度合成图的亮度符合预设的生成深度图像所需的亮度条件。
本申请的一个实施例中,所述目标数量更新模块,用于:
若所述当前亮度合成图的亮度不符合所述亮度条件,则计算所述不可靠像素点的灰度平均值;
在所述灰度平均值小于预设的第一灰度阈值的情况下,增大所述目标数量,触发所述图像合成模块;
在所述灰度平均值大于预设的第二灰度阈值的情况下,减小所述目标数量,触发所述图像合成模块;
所述装置还包括第三深度图像生成模块,用于:
在所述灰度平均值大于等于所述第一灰度阈值且小于等于所述第二灰度阈值的情况下,基于所述当前亮度合成图生成所述待测对象的深度图像。
本申请的一个实施例中,所述装置还包括:
第二深度图像生成模块,用于在更新亮度合成图中不可靠像素点的第二数量不小于第一数量的情况下,基于所述更新亮度合成图生成深度图像,其中,所述更新亮度合成图为:对所述目标数量进行更新后选择的图像进行亮度合成、所得到的亮度合成图,所述第一数量为:在对所述目标数量更新之前最近一次统计得到的所述当前亮度合成图中不可靠像素点的数量。
本申请的一个实施例中,所述可靠度获得单元,具体用于:
基于所述当前亮度合成图内各个像素点的像素值,获得所述当前亮度合成图内各个像素点的目标特征值,作为所述当前亮度合成图内各个像素点的可靠度,其中,所述目标特征值包括以下特征值中的至少一种:灰度特征值、梯度特征值、频域特征值。
本申请的一个实施例中,在所述目标特征值为梯度特征值的情况下,所述当前亮度合成图内坐标位置为(x,y)的像素点的梯度特征值S(x,y)为根据以下公式计算得到的梯度特征值:
其中,所述I(x,y)表示所述当前亮度合成图内坐标位置为(x,y)的像素点的像素值,所述w表示预设的像素宽度,所述d(i,j)为:基于坐标位置为(i,j)的像素点到坐标位置为(x,y)的像素点的距离预设的权重系数。
本申请的一个实施例中,所述图像合成模块,具体用于:
从预设长度的图像队列中,选择最新缓存的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图,其中,所述图像队列用于按照采集顺序对最新采集的图像进行缓存,所述预设长度表征:所述图像队列支持缓存的最大图像数量,所述预设长度的取值不小于所述目标数量。
第三方面,本申请实施例提供了一种电子设备,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;
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,实现第一方面任一所述的方法步骤。
第四方面,本申请实施例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第一方面任一所述的方法步骤。
本发明实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述任一所述的深度图像获得方法。
本发明实施例有益效果:
应用本申请实施例提供的方案对图像进行处理时,首先从当前保存的多组待测对象的图像中,选择最新采集的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图,其中,图像为图像采集设备在相同的曝光参数下采集的图像;判断当前亮度合成图的亮度是否符合预设的生成深度图像所需的亮度条件;若当前亮度合成图的亮度符合亮度条件,基于当前亮度合成图生成待测对象的深度图像。
由此可见,本申请实施例提供的方案中,图像采集设备可以在固定的曝光参数下采集图像,通过对上述图像进行亮度合成,得到满足亮度条件的亮度合成图,进而根据上述亮度合成图得到待测对象的深度图像。这样无需对图像采集设备的曝光参数进行调整,从而可以节省时间消耗,提高深度图像的获得效率。
除此之外,由于应用本申请实施例提供的深度图像获得方案,无需对图像采集设备的曝光参数进行调整,并且由于深度图像是基于亮度合成图得到的,而满足亮度条件的亮度合成图可以由多个图像合成得到,无需在图像采集设备上增加额外的光源装置、图像编码装置,对图像采集设备没有硬件要求,从而可以节省硬件成本。
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为本申请实施例提供的深度图像获得方法的一种流程示意图;
图2为本申请实施例中采用双目摄像机获得多组图像的示意图;
图3为图1所示实施例中,步骤102的具体流程图;
图4为本申请实施例中采用的梯度特征值计算方法的一种示意图;
图5为本申请实施例提供的深度图像获得方法的另一种流程图;
图6为本申请实施例提供的深度图像获得方法的又一种流程图;
图7为本申请实施例中缓存图像过程示意图;
图8为本申请实施例提供的深度图像获得装置的一种结构示意图;
图9为本申请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。
为了提高深度图像的获得效率,本申请实施例提供了一种深度图像获得方法、装置、电子设备及存储介质,下面分别进行详细说明。
参见图1,图1为本申请实施例提供的深度图像获得方法的一种流程示意图。上述方法可以应用于图像采集设备、手机、电脑等电子设备中。该方法包括步骤101至步骤103。
步骤101,从当前保存的多组待测对象的图像中,选择最新采集的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图。
其中,上述图像为图像采集设备在相同的曝光参数下采集的图像,上述曝光参数可以是曝光时长、增益等。
上述待测对象可以为:三维检测应用场景下期望获得深度信息的对象,待测对象可以是人、车辆、物体等。
上述图像采集设备可以是摄像机,还可以是具有摄像功能的手机、平板、电脑等。上述摄像机可以是双目摄像机、单目摄像机等。
具体的,图像采集设备可以按照固定的曝光参数,针对待测对象进行图像采集,对所采集的图像进行保存。在保存的图像中,选择最新采集的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图。上述目标数量的取值可以是3、5、10等。对不同数量的图像进行合成,所得到的亮度合成图的亮度值不相同。在目标数量越大的情况下,可以对更多的图像进行亮度合成,这样得到的亮度合成图的亮度越高;在目标数量越小的情况下,可以对更少的图像进行亮度合成,这样得到的亮度合成图的亮度越低。
每组图像中包含至少一帧图像,具体的,在上述摄像机为双目摄像机的情况下,由于双目摄像机中的左目摄像机和右目摄像机可以分别针对待测对象采集图像,因此双目摄像机采集得到的一组图像中包含两帧图像,分别为左目图像和右目图像。其中,上述左目摄像机和右目摄像机具有相同的曝光参数。
进一步的,在进行亮度合成时,针对目标数量组图像,可以对各组图像中的左目图像进行合成,并对各组图像中的右目图像进行合成,得到上述多组图像对应的当前亮度合成图。
在上述摄像机为单目摄像机的情况下,每组图像中包含一帧图像。进一步的,在进行亮度合成时,可以对目标数量帧图像进行合成。
本申请的一个实施例中,在获得多组待测对象的图像时,可以获得图像采集设备针对待测对象,按照预设曝光时长采集的、连续的多组图像。其中,上述预设曝光时长可以是1毫秒或5毫秒或30毫秒等。在采集多组待测对象的图像时,保持曝光时长不变。
本申请的一个实施例中,上述曝光参数中的曝光时长可以为短曝光时长,上述短曝光时长短于预设的时长阈值。上述时长阈值可以由工作人员根据经验或实验设定,例如,可以是20毫秒、10毫秒、2毫秒等。
具体的,为了提高图像采集设备采集的图像的帧率,进一步提高深度图像的获得效率,可以优先选择较短的曝光时长。并且,这样所采集得到的图像的亮度较低,通过对亮度较低的图像进行亮度合成,便于在后续得到满足亮度条件的亮度合成图,避免由于图像亮度较高,导致合成后的亮度合成图的亮度更高从而不满足上述亮度条件。并且,由于图像采集设备在采集图像过程中,没有改变采集图像的曝光时长,可以保持图像采集设备的帧率不受影响。
本申请的一个实施例中,对于所获得的多组待测对象的图像,可以按照先进先出的方式进行保存。这样可以节省存储资源,并且能够保证所保存的图像为最新获得的图像。
参见图2,图2为本申请实施例中采用双目摄像机获得多组图像的示意图。图2中左相机表示双目摄像机的左目摄像机,右相机表示双目摄像机的右目摄像机。双目摄像机以较短的曝光时长连续获得N组图像,因此可以将摄像机采集的图像作为短曝光图。其中每一组图像中包括一帧左相机采集的短曝光图和一帧右相机采集的短曝光图。
本申请的一个实施例中,在对目标数量组图像进行亮度合成时,可以直接对多组图像进行叠加求和。在获得亮度合成图时,还可以对所获得的亮度合成图进行降噪,这样可以减小合成图像带来的噪声影响。还可以对获得的亮度合成图进行图像增强处理,这样可以提高亮度合成图的清晰度,改善图像质量,进而提高所得到的深度图像的准确度。
本申请的一个实施例中,在图像采集设备为双目摄像机的情况下,每一组图像中包括左目图像和右目图像。在对多组图像进行亮度合成时,可以分别针对各组图像中的左目图像和右目图像进行亮度合成,这样得到的亮度合成图中包括左目图像合成的左目亮度合成图和右目图像合成的右目亮度合成图。
步骤102,判断当前亮度合成图的亮度是否符合预设的生成深度图像所需的亮度条件,若为是,执行步骤103。
其中,上述亮度条件为:预先设定的、用于判断根据亮度合成图得到深度图像的可靠度。
在亮度合成图的亮度满足亮度条件的情况下,说明根据该亮度合成图得到的深度图像的可靠度较高,因此可以根据该亮度合成图得到深度图像;在亮度合成图的亮度不满足亮度条件的情况下,说明根据该亮度合成图得到的深度图像的可靠度较低,因此不根据该亮度合成图得到深度图像。
步骤103,基于当前亮度合成图生成待测对象的深度图像。
具体的,在亮度合成图的亮度满足亮度条件的情况下,说明根据该亮度合成图得到的深度图像的可靠度较高,因此可以基于当前亮度合成图生成待测对象的深度图像。具体可以根据该亮度合成图得到视差图,再根据所得到的视差图获得待测对象的深度图像。
本申请的一个实施例中,获得视差图时,在图像采集设备为双目摄像机的情况下,可以以该亮度合成图中一目摄像机获得的图像合成的亮度合成图为基准图,确定另一目摄像机采集的图像合成的亮度合成图相对基准图的视差图,获得该亮度合成图对应的视差图。
本申请的一个实施例中,获得视差图时,在图像采集设备为单目摄像机的情况下,可以确定该亮度合成图相对预先标定的基准图的视差图,获得该亮度合成图对应的视差图。
应用上述实施例提供的方案对图像进行处理时,图像采集设备可以在固定的曝光参数下采集图像,通过对上述图像进行亮度合成,得到满足亮度条件的亮度合成图,进而根据上述亮度合成图得到待测对象的深度图像。这样无需对图像采集设备的曝光参数进行调整,从而可以节省时间消耗,提高深度图像的获得效率。
除此之外,由于应用本申请实施例提供的深度图像获得方案,无需对图像采集设备的曝光参数进行调整,并且由于深度图像是基于亮度合成图得到的,而满足亮度条件的亮度合成图可以由多个图像合成得到,无需在图像采集设备上增加额外的光源装置、图像编码装置,对图像采集设备没有硬件要求,从而可以节省硬件成本。
参见图3,图3为图1所示实施例中,步骤102的具体流程图,对于上述步骤102,可以包括如下步骤1021和1023:
步骤1021,基于当前亮度合成图内各个像素点的像素值,获得当前亮度合成图内各个像素点的可靠度。
其中,每一像素点的可靠度表征:利用该像素点的像素值得到深度图像的可靠程度。
上述可靠度可以以得分的形式表示,在得分越高的情况下,可以认为利用亮度合成图中该像素点的像素值得到深度图像的深度值的可靠度越高,在得分越低的情况下,可以认为利用亮度合成图中该像素点的像素值得到深度图像的深度值的可靠度越低。
像素点的可靠度是基于亮度合成图的图像特征得到的信息,上述图像特征可以是灰度特征、梯度特征、频域特征等。
本申请的一个实施例中,在获得像素点可靠度时,所基于的图像特征可以与后续获得深度图像时所基于的图像特征保持一致。具体的,在根据亮度合成图得到深度图像时,需要利用亮度合成图的灰度特征、梯度特征、频域特征等中的至少一种特征。由于像素点的可靠度可以表征利用亮度合成图中该像素点的像素值得到深度图像的深度值的可靠度,因此,基于同样的图像特征获得像素点可靠度,根据像素点可靠度判断可靠度,并根据可靠度和上述图像特征获得深度图像。这样所获得的可靠度更能适应深度图像获得方案。
本申请的一个实施例中,在一组亮度合成图中包含多帧亮度合成图时,可以在多帧亮度图中选择一帧亮度合成图,获得该帧亮度合成图内各个图像位置的像素点的可靠度,作为该组亮度合成图中各个图像位置的各个像素点可靠度。
本申请的一个实施例中,在一组亮度合成图中包含多帧亮度合成图时,还可以对多帧亮度合成图进行融合,得到融合亮度图,获得融合亮度图内各个图像位置的像素点的可靠度,作为该组亮度合成图中各个图像位置的各个像素点可靠度。其中,在对多帧亮度合成图进行融合时,可以通过计算各帧亮度合成图中同一图像位置的像素点的像素值均值的方式,获得融合亮度图。上述像素值均值可以是各个像素值的算数平均值或加权平均值等。
本申请的一个实施例中,可以以得分图的形式表示一组合成亮度图对应的各个图像位置的像素点的可靠度。
具体的,针对一组合成亮度图,将该组合成亮度图对应的各图像位置的像素点的可靠度作为各像素点的得分,进而作为得分图中各图像位置的像素点的得分值,从而得到该组合成亮度图对应的得分图。
也就是,一组合成亮度图对应的得分图中每一图像位置的得分值可以表征:利用该组合成亮度图中位于该图像位置的像素点的像素值得到深度图的可靠程度。在得分越高的情况下,说明利用该组合成亮度图中位于该图像位置的像素点的像素值得到深度图越可靠,在得分越低的情况下,说明利用该组合成亮度图中位于该图像位置的像素点的像素值得到深度图越不可靠。
步骤1022,统计当前亮度合成图中不可靠像素点的第一数量。
其中,不可靠像素点为:可靠度小于预设的可靠度阈值的像素点。
具体的,针对可靠度低于可靠度阈值的像素点,可以认为是不可靠的像素点,难以基于该像素点的像素值得到深度图像。
步骤1023,在第一数量小于或等于预设的数量阈值的情况下,判断当前亮度合成图的亮度符合预设的生成深度图像所需的亮度条件。
具体的,若第一数量小于或等于预设的数量阈值,则判断当前亮度合成图的亮度符合预设的生成深度图像所需的亮度条件;否则,判断当前亮度合成图的亮度不符合亮度条件。
本申请的一个实施例中,对于上述步骤1021,在获得亮度合成图内各个像素点的可靠度时,可以基于当前亮度合成图内各个像素点的像素值,获得当前亮度合成图内各个像素点的目标特征值,作为当前亮度合成图内各个像素点的可靠度。
其中,目标特征值包括以下特征值中的至少一种:灰度特征值、梯度特征值、频域特征值。
具体的,在当前合成亮度图中包含多帧合成亮度图时,可以任选一帧合成亮度图,基于该帧合成亮度图内各图像位置的像素点的像素值,计算该帧合成亮度图内各个图像位置的像素点的目标特征值,直接作为该组合成亮度图对应的各个图像位置的像素点的像素点的可靠度;其中,上述像素值可以是灰度值。
还可以选择多帧合成亮度图,针对所选择的每帧合成亮度图,基于该帧合成亮度图内各图像位置的像素点的像素值,计算该帧合成亮度图内各个图像位置的像素点的目标特征值。然后针对每一图像位置,根据各帧合成亮度图中该图像位置的目标特征值,确定该组合成亮度图对应的各个图像位置的像素点的像素点的可靠度,其中,针对每一图像位置,可以计算各帧合成亮度图中该图像位置的目标特征值的算数平均值、加权平均值、中位数等,作为该组合成亮度图对应的各个图像位置的像素点的像素点的可靠度,也可以选择各帧合成亮度图中该图像位置的目标特征值的最大值或最小值,作为该组合成亮度图对应的各个图像位置的像素点的像素点的可靠度。本申请实施例并不对此进行限定。
本申请的一个实施例中,在上述目标特征值为梯度特征值的情况下,当前合成亮度图内坐标位置为(x,y)的像素点的目标特征值S(x,y)可以为根据以下公式计算得到的梯度特征值:
其中,I(x,y)表示当前合成亮度图中坐标位置为(x,y)的像素点的像素值,w表示预设的像素宽度,上述像素宽度可以是9个像素点、11个像素点、17个像素点等。
d(i,j)为:基于坐标位置为(i,j)的第一像素点到坐标位置为(x,y)的第二像素点的距离预设的权重系数。上述权重系数与第一像素点相对第二像素点的像素距离相关。
在获得各个像素点可靠度时,针对每组合成亮度图,基于该组合成亮度图中至少一帧合成亮度图内各个图像位置的像素点的像素值,可以利用上述公式获得上述至少一帧合成亮度图内各个图像位置的像素点的目标特征值,根据所获得的目标特征值确定该组合成亮度图对应的各个图像位置的像素点的可靠度。
参见图4,图4为本申请实施例中的梯度特征值计算方法的一种示意图。图中以坐标位置为(x,y)的像素点为基准的像素点,虚线框表示基于上述基准的像素点按照预设的像素宽度围成的区域,该区域左上角顶点的坐标位置为(x-w/2,y+w/2)、右上角顶点的坐标位置为(x+w/2,y+w/2)、左下角顶点的坐标位置为(x-w/2,y-w/2)、右下角顶点的坐标位置为(x+w/2,y-w/2)。以基准的像素点的像素值为基准像素值,依次针对上述区域内每一像素点的像素值相对基准像素值的差异,最终得到坐标位置(x,y)的像素点的像素值在上述区域内的像素梯度,作为该像素点的目标特征值。
本申请的一个实施例中,除根据梯度特征值确定可靠度外,还可以针对各组合成亮度图中的一帧合成亮度图,计算该帧合成亮度图中各个图像位置的像素点的灰度特征值、频域特征值等,作为该组合成亮度图对应的各个图像位置的像素点的可靠度。
参见图5,图5为本申请实施例提供的深度图像获得方法的另一种流程图,在上述图1所示的方法中,若当前亮度合成图的亮度不符合亮度条件,还可以执行如下步骤504:
步骤504,更新目标数量,返回步骤101。
具体的,若当前亮度合成图不满足亮度条件,则可以通过更新目标数量的方式改变亮度合成图的亮度。可以基于更新后的目标数量,在保存的图像中对多组图像进行亮度合成,获得更新后的亮度合成图,作为更新亮度合成图。
可以针对更新亮度合成图,判断该图像是否满足亮度条件,在满足该亮度条件的情况下,可以基于更新亮度合成图生成深度图像,在更新亮度合成图仍不满足亮度条件的情况下,则可以继续更新目标数量,直至所得到的亮度合成图满足亮度条件。
如图6所示,对于上述步骤504,针对不符合亮度条件的当前合成亮度图,可以进行进一步的判断,具体的:
步骤5041,计算不可靠像素点的灰度平均值;
步骤5042,在灰度平均值小于预设的第一灰度阈值的情况下,增大目标数量,在灰度平均值大于预设的第二灰度阈值的情况下,减小目标数量。并返回步骤101;
除此之外,上述方法还包括步骤5043:在灰度平均值大于等于第一灰度阈值且小于等于第二灰度阈值的情况下,基于当前亮度合成图生成待测对象的深度图像。
其中,第二灰度阈值大于或等于第一灰度阈值
具体的,若上述灰度平均值小于第一灰度阈值,则说明当前亮度合成图的亮度较低,此时可以通过增大目标数量的方式,对更多的图像进行亮度合成,这样可以提高更新亮度合成图的亮度;
若上述灰度平均值大于第二灰度阈值,则说明当前亮度合成图的亮度较高,此时可以通过减小目标数量的方式,对更少的图像进行亮度合成,这样可以降低更新亮度合成图的亮度;
而如果上述灰度平均值处于第一灰度阈值、第二灰度阈值之间的话,则说明该合成亮度图处于较为合适的亮度范围内,更新目标数量可能也难以改善亮度合成图的亮度,因此可以继续基于该合成亮度图得到深度图像。
这样可以根据合成亮度图中不可靠像素点的灰度平均值自适应地调整上述目标数量的取值,从而达到合成的亮度图满足上述亮度条件。
本申请的一个实施例中,在更新亮度合成图中不可靠像素点的第二数量不小于第一数量的情况下,基于更新亮度合成图生成深度图像。
其中,更新亮度合成图为:对目标数量进行更新后选择的图像进行亮度合成、所得到的亮度合成图。
上述第一数量为:在对目标数量更新之前最近一次统计得到的当前亮度合成图中不可靠像素点的数量。
具体的,在上述第二数量大于第一数量的情况下,说明通过更新目标数量的方式并不能改善亮度合成图的质量,此时不再继续更新亮度合成图,而直接基于更新亮度合成图生成深度图像。
本申请的一个实施例中,对于上述步骤101,在获得亮度合成图时,可以从预设长度的图像队列中,选择最新缓存的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图。
其中,图像队列用于按照采集顺序对最新采集的图像进行缓存,预设长度表征:图像队列支持缓存的最大图像数量,预设长度可以以帧数为单位进行衡量,图像队列的预设长度可以是7帧、10帧、20帧等。预设长度的取值不小于目标数量。
具体的,以队列的方式对图像进行存储,在选择图像时,可以直接按照先进先出的方式,从队列中选择最新的目标数量组图像进行亮度合成,从而提高图像选择的效率。
本申请的一个实施例中,可以预设一块能够存储预设长度的图像的缓存空间,用于对连续获取的图像进行缓存。其中,缓存规则为先进先出。
参见图7,图7为本申请实施例中缓存图像过程示意图。假设当前缓存空间存储了第n帧到第n-N+1帧的数据,当第n+1帧数据进入缓存时,第n-N+1帧数据被移除缓存,从而保证缓存空间始终为最新的N帧数据,这样通过不断快速更新缓存空间数据的方式,可以保证数据的实时性。
应用上述实施例提供的方案对图像进行处理时,图像采集设备可以在固定的曝光参数下采集图像,通过对上述图像进行亮度合成,得到满足亮度条件的亮度合成图,进而根据上述亮度合成图得到待测对象的深度图像。这样无需对图像采集设备的曝光参数进行调整,从而可以节省时间消耗,提高深度图像的获得效率。
除此之外,由于应用本申请实施例提供的深度图像获得方案,无需对图像采集设备的曝光参数进行调整,并且由于深度图像是基于亮度合成图得到的,而满足亮度条件的亮度合成图可以由多个图像合成得到,无需在图像采集设备上增加额外的光源装置、图像编码装置,对图像采集设备没有硬件要求,从而可以节省硬件成本。
参见图8,图8为本申请实施例提供的深度图像获得装置的一种结构示意图,所述装置包括:
图像合成模块801,用于从当前保存的多组待测对象的图像中,选择最新采集的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图,其中,所述图像为图像采集设备在相同的曝光参数下采集的图像;
亮度判断模块802,用于判断所述当前亮度合成图的亮度是否符合预设的生成深度图像所需的亮度条件;
第一深度图像生成模块803,用于若所述当前亮度合成图的亮度符合所述亮度条件,基于所述当前亮度合成图生成所述待测对象的深度图像。
本申请的一个实施例中,所述装置还包括:
目标数量更新模块,用于若所述当前亮度合成图的亮度不符合所述亮度条件,则更新所述目标数量,触发所述图像合成模块801。
本申请的一个实施例中,所述亮度判断模块802,包括:
可靠度获得单元,用于基于所述当前亮度合成图内各个像素点的像素值,获得所述当前亮度合成图内各个像素点的可靠度,其中,每一像素点的可靠度表征:利用该像素点的像素值得到深度图像的可靠程度;
数量统计单元,用于统计所述当前亮度合成图中不可靠像素点的第一数量,其中,所述不可靠像素点为:可靠度小于预设的可靠度阈值的像素点;
亮度判断单元,用于在所述第一数量小于或等于预设的数量阈值的情况下,判断所述当前亮度合成图的亮度符合预设的生成深度图像所需的亮度条件。
本申请的一个实施例中,所述目标数量更新模块,用于:
若所述当前亮度合成图的亮度不符合所述亮度条件,则计算所述不可靠像素点的灰度平均值;
在所述灰度平均值小于预设的第一灰度阈值的情况下,增大所述目标数量,触发所述图像合成模块801;
在所述灰度平均值大于预设的第二灰度阈值的情况下,减小所述目标数量,触发所述图像合成模块801;
所述装置还包括第三深度图像生成模块,用于:
在所述灰度平均值大于等于所述第一灰度阈值且小于等于所述第二灰度阈值的情况下,基于所述当前亮度合成图生成所述待测对象的深度图像。
本申请的一个实施例中,所述装置还包括:
第二深度图像生成模块,用于在更新亮度合成图中不可靠像素点的第二数量不小于第一数量的情况下,基于所述更新亮度合成图生成深度图像,其中,所述更新亮度合成图为:对所述目标数量进行更新后选择的图像进行亮度合成、所得到的亮度合成图,所述第一数量为:在对所述目标数量更新之前最近一次统计得到的所述当前亮度合成图中不可靠像素点的数量。
本申请的一个实施例中,所述可靠度获得单元,具体用于:
基于所述当前亮度合成图内各个像素点的像素值,获得所述当前亮度合成图内各个像素点的目标特征值,作为所述当前亮度合成图内各个像素点的可靠度,其中,所述目标特征值包括以下特征值中的至少一种:灰度特征值、梯度特征值、频域特征值。
本申请的一个实施例中,在所述目标特征值为梯度特征值的情况下,所述当前亮度合成图内坐标位置为(x,y)的像素点的梯度特征值S(x,y)为根据以下公式计算得到的梯度特征值:
其中,所述I(x,y)表示所述当前亮度合成图内坐标位置为(x,y)的像素点的像素值,所述w表示预设的像素宽度,所述d(i,j)为:基于坐标位置为(i,j)的像素点到坐标位置为(x,y)的像素点的距离预设的权重系数。
本申请的一个实施例中,所述图像合成模块801,具体用于:
从预设长度的图像队列中,选择最新缓存的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图,其中,所述图像队列用于按照采集顺序对最新采集的图像进行缓存,所述预设长度表征:所述图像队列所缓存的图像的数量,所述预设长度的取值不小于所述目标数量。
应用上述实施例提供的方案对图像进行处理时,图像采集设备可以在固定的曝光参数下采集图像,通过对上述图像进行亮度合成,得到满足亮度条件的亮度合成图,进而根据上述亮度合成图得到待测对象的深度图像。这样无需对图像采集设备的曝光参数进行调整,从而可以节省时间消耗,提高深度图像的获得效率。
除此之外,由于应用本申请实施例提供的深度图像获得方案,无需对图像采集设备的曝光参数进行调整,并且由于深度图像是基于亮度合成图得到的,而满足亮度条件的亮度合成图可以由多个图像合成得到,无需在图像采集设备上增加额外的光源装置、图像编码装置,对图像采集设备没有硬件要求,从而可以节省硬件成本。
本发明实施例还提供了一种电子设备,如图9所示,包括处理器901、通信接口902、存储器903和通信总线904,其中,处理器901,通信接口902,存储器903通过通信总线904完成相互间的通信,
存储器903,用于存放计算机程序;
处理器901,用于执行存储器903上所存放的程序时,实现如下步骤图像处理方法。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect,PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture,EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
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 SignalProcessor,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。
在本发明提供的又一实施例中,还提供了一种计算机可读存储介质,该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图像处理方法的步骤。
在本发明提供的又一实施例中,还提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述实施例中任一图像处理方法。
应用上述实施例提供的方案对图像进行处理时,图像采集设备可以在固定的曝光参数下采集图像,通过对上述图像进行亮度合成,得到满足亮度条件的亮度合成图,进而根据上述亮度合成图得到待测对象的深度图像。这样无需对图像采集设备的曝光参数进行调整,从而可以节省时间消耗,提高深度图像的获得效率。
除此之外,由于应用本申请实施例提供的深度图像获得方案,无需对图像采集设备的曝光参数进行调整,并且由于深度图像是基于亮度合成图得到的,而满足亮度条件的亮度合成图可以由多个图像合成得到,无需在图像采集设备上增加额外的光源装置、图像编码装置,对图像采集设备没有硬件要求,从而可以节省硬件成本。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
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,对于装置实施例、电子设备实施例、计算机可读存储介质实施例、计算机程序产品实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见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 (12)
1.一种深度图像获得方法,其特征在于,所述方法包括:
从当前保存的多组待测对象的图像中,选择最新采集的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图,其中,所述图像为图像采集设备在相同的曝光参数下采集的图像;
判断所述当前亮度合成图的亮度是否符合预设的生成深度图像所需的亮度条件;
若所述当前亮度合成图的亮度符合所述亮度条件,基于所述当前亮度合成图生成所述待测对象的深度图像。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
若所述当前亮度合成图的亮度不符合所述亮度条件,则更新所述目标数量,返回所述从当前保存的多组待测对象的图像中,选择最新采集的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述判断所述当前亮度合成图的亮度是否符合预设的生成深度图像所需的亮度条件,包括:
基于所述当前亮度合成图内各个像素点的像素值,获得所述当前亮度合成图内各个像素点的可靠度,其中,每一像素点的可靠度表征:利用该像素点的像素值得到深度图像的可靠程度;
统计所述当前亮度合成图中不可靠像素点的第一数量,其中,所述不可靠像素点为:可靠度小于预设的可靠度阈值的像素点;
在所述第一数量小于或等于预设的数量阈值的情况下,判断所述当前亮度合成图的亮度符合预设的生成深度图像所需的亮度条件。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述若所述当前亮度合成图的亮度不符合所述亮度条件,则更新所述目标数量,返回所述从当前保存的多组待测对象的图像中,选择最新采集的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图的步骤,包括:
若所述当前亮度合成图的亮度不符合所述亮度条件,则计算所述不可靠像素点的灰度平均值;
在所述灰度平均值小于预设的第一灰度阈值的情况下,增大所述目标数量,返回所述从当前保存的多组待测对象的图像中,选择最新采集的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图的步骤;
在所述灰度平均值大于预设的第二灰度阈值的情况下,减小所述目标数量,返回所述从当前保存的多组待测对象的图像中,选择最新采集的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图的步骤,其中,所述第二灰度阈值大于或等于所述第一灰度阈值;
所述方法还包括:
在所述灰度平均值大于等于所述第一灰度阈值且小于等于所述第二灰度阈值的情况下,基于所述当前亮度合成图生成所述待测对象的深度图像。
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:
在更新亮度合成图中不可靠像素点的第二数量不小于第一数量的情况下,基于所述更新亮度合成图生成深度图像,其中,所述更新亮度合成图为:对所述目标数量进行更新后选择的图像进行亮度合成、所得到的亮度合成图,所述第一数量为:在对所述目标数量更新之前最近一次统计得到的所述当前亮度合成图中不可靠像素点的数量。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于所述当前亮度合成图内各个像素点的像素值,获得所述当前亮度合成图内各个像素点的可靠度,包括:
基于所述当前亮度合成图内各个像素点的像素值,获得所述当前亮度合成图内各个像素点的目标特征值,作为所述当前亮度合成图内各个像素点的可靠度,其中,所述目标特征值包括以下特征值中的至少一种:灰度特征值、梯度特征值、频域特征值。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法,其特征在于,所述从当前保存的多组待测对象的图像中,选择最新采集的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图,包括:
从预设长度的图像队列中,选择最新缓存的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图,其中,所述图像队列用于按照采集顺序对最新采集的图像进行缓存,所述预设长度表征:所述图像队列支持缓存的最大图像数量,所述预设长度的取值不小于所述目标数量。
9.一种深度图像获得装置,其特征在于,所述装置包括:
图像合成模块,用于从当前保存的多组待测对象的图像中,选择最新采集的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图,其中,所述图像为图像采集设备在相同的曝光参数下采集的图像;
亮度判断模块,用于判断所述当前亮度合成图的亮度是否符合预设的生成深度图像所需的亮度条件;
第一深度图像生成模块,用于若所述当前亮度合成图的亮度符合所述亮度条件,基于所述当前亮度合成图生成所述待测对象的深度图像。
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:
目标数量更新模块,用于若所述当前亮度合成图的亮度不符合所述亮度条件,则更新所述目标数量,触发所述图像合成模块;或
所述亮度判断模块,包括:
可靠度获得单元,用于基于所述当前亮度合成图内各个像素点的像素值,获得所述当前亮度合成图内各个像素点的可靠度,其中,每一像素点的可靠度表征:利用该像素点的像素值得到深度图像的可靠程度;
数量统计单元,用于统计所述当前亮度合成图中不可靠像素点的第一数量,其中,所述不可靠像素点为:可靠度小于预设的可靠度阈值的像素点;
亮度判断单元,用于在所述第一数量小于或等于预设的数量阈值的情况下,判断所述当前亮度合成图的亮度符合预设的生成深度图像所需的亮度条件;或
所述目标数量更新模块,用于:
若所述当前亮度合成图的亮度不符合所述亮度条件,则计算所述不可靠像素点的灰度平均值;
在所述灰度平均值小于预设的第一灰度阈值的情况下,增大所述目标数量,触发所述图像合成模块;
在所述灰度平均值大于预设的第二灰度阈值的情况下,减小所述目标数量,触发所述图像合成模块;
所述装置还包括第三深度图像生成模块,用于:
在所述灰度平均值大于等于所述第一灰度阈值且小于等于所述第二灰度阈值的情况下,基于所述当前亮度合成图生成所述待测对象的深度图像;或
所述装置还包括:
第二深度图像生成模块,用于在更新亮度合成图中不可靠像素点的第二数量不小于第一数量的情况下,基于所述更新亮度合成图生成深度图像,其中,所述更新亮度合成图为:对所述目标数量进行更新后选择的图像进行亮度合成、所得到的亮度合成图,所述第一数量为:在对所述目标数量更新之前最近一次统计得到的所述当前亮度合成图中不可靠像素点的数量;或
所述可靠度获得单元,具体用于:
基于所述当前亮度合成图内各个像素点的像素值,获得所述当前亮度合成图内各个像素点的目标特征值,作为所述当前亮度合成图内各个像素点的可靠度,其中,所述目标特征值包括以下特征值中的至少一种:灰度特征值、梯度特征值、频域特征值;或
在所述目标特征值为梯度特征值的情况下,所述当前亮度合成图内坐标位置为(x,y)的像素点的梯度特征值S(x,y)为根据以下公式计算得到的梯度特征值:
其中,所述I(x,y)表示所述当前亮度合成图内坐标位置为(x,y)的像素点的像素值,所述w表示预设的像素宽度,所述d(i,j)为:基于坐标位置为(i,j)的像素点到坐标位置为(x,y)的像素点的距离预设的权重系数;或
所述图像合成模块,具体用于:
从预设长度的图像队列中,选择最新缓存的目标数量组图像进行亮度合成,得到当前亮度合成图,其中,所述图像队列用于按照采集顺序对最新采集的图像进行缓存,所述预设长度表征:所述图像队列支持缓存的最大图像数量,所述预设长度的取值不小于所述目标数量。
11.一种电子设备,其特征在于,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;
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,实现权利要求1-8任一所述的方法步骤。
12.一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权利要求1-8任一所述的方法步骤。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 310051 room 304, B / F, building 2, 399 Danfeng Road, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Applicant after: Hangzhou Hikvision Robot Co.,Ltd. Address before: 310051 room 304, B / F, building 2, 399 Danfeng Road, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Applicant before: HANGZHOU HIKROBOT TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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GR01 | Patent grant |