CN112887697A - 一种图像处理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种图像处理方法及系统，该方法为：获取在室内环境下以指定拍摄角度和指定拍摄距离拍摄的被测物体的待处理红外图；从预先在室外环境下拍摄的被测物体的多张样本红外图中，选择拍摄角度为指定拍摄角度、拍摄距离为指定拍摄距离和拍摄环境参数符合预设要求的样本红外图作为待叠加图像；将待处理红外图和待叠加图像进行叠加合成，得到合成图像；对合成图像进行解析，得到合成图像对应的深度信息。在测试室外深度效果时不需要前往室外采集被测物体的红外图，在室内即可得到室外的深度效果，并且保证拍摄环境参数符合预设要求，降低测试成本和提高测试准确性。

Description

一种图像处理方法及系统
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种图像处理方法及系统。
背景技术
随着科学技术的发展，3D视觉技术方案(比如3D结构光技术方案)逐渐广泛应用于不同领域中，并且3D视觉技术方案的应用场景也逐渐扩展到室外环境，故需要在室外环境中测试3D视觉技术方案的深度效果。
目前测试3D视觉技术方案的室外深度效果的方式为：在室外环境采集物体红外编码图像，再对该物体红外编码图像进行分析得到相应的室外深度效果。但是由于室外环境的不稳定性，比如雨雪天气和环境光不稳定等异常情况，会加大测试流程所需要的人力物力，并且会影响到测试效果的准确性，测试成本较高和测试准确性较低。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种图像处理方法及系统，以解决目前测试室外深度效果的方式存在的测试成本高和测试准确性低等问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明实施例第一方面公开一种图像处理方法，所述方法包括：
获取在室内环境下以指定拍摄角度和指定拍摄距离拍摄的被测物体的待处理红外图，所述待处理红外图仅包含结构光编码图案；
从预先在室外环境下拍摄的所述被测物体的多张样本红外图中，选择拍摄角度为所述指定拍摄角度、拍摄距离为所述指定拍摄距离和拍摄环境参数符合预设要求的样本红外图作为待叠加图像，所述多张样本红外图由预先以多个拍摄角度、多个拍摄距离和多个拍摄环境参数在室外环境下拍摄所述被测物体得到，每一所述样本红外图仅包含环境光中的底噪；
将所述待处理红外图和所述待叠加图像进行叠加合成，得到合成图像；
对所述合成图像进行解析，得到所述合成图像对应的深度信息。
优选的，还包括：
标记所述待处理红外图的特征点，以及标记所述待叠加图像的特征点。
优选的，所述将所述待处理红外图和所述待叠加图像进行叠加合成，得到合成图像，包括：
将所述待处理红外图和所述待叠加图像的特征点进行对齐处理，并将进行对齐处理后的所述待处理红外图和所述待叠加图像进行叠加合成，得到合成图像。
优选的，所述获取在室内环境下以指定拍摄角度和指定拍摄距离拍摄的被测物体的待处理红外图，包括：
利用3D结构光设备，获取在室内环境下以指定拍摄角度和指定拍摄距离拍摄的被测物体的待处理红外图。
优选的，所述拍摄环境参数包括环境照度和色温。
本发明实施例第二方面公开一种图像处理系统，所述系统包括：
获取单元，用于获取在室内环境下以指定拍摄角度和指定拍摄距离拍摄的被测物体的待处理红外图，所述待处理红外图仅包含结构光编码图案；
选择单元，用于从预先在室外环境下拍摄的所述被测物体的多张样本红外图中，选择拍摄角度为所述指定拍摄角度、拍摄距离为所述指定拍摄距离和拍摄环境参数符合预设要求的样本红外图作为待叠加图像，所述多张样本红外图由预先以多个拍摄角度、多个拍摄距离和多个拍摄环境参数在室外环境下拍摄所述被测物体得到，每一所述样本红外图仅包含环境光中的底噪；
合成单元，用于将所述待处理红外图和所述待叠加图像进行叠加合成，得到合成图像；
解析单元，用于对所述合成图像进行解析，得到所述合成图像对应的深度信息。
优选的，所述系统还包括：
标记单元，用于标记所述待处理红外图的特征点，以及标记所述待叠加图像的特征点。
优选的，所述合成单元具体用于：将所述待处理红外图和所述待叠加图像的特征点进行对齐处理，并将进行对齐处理后的所述待处理红外图和所述待叠加图像进行叠加合成，得到合成图像。
优选的，所述获取单元具体用于：利用3D结构光设备，获取在室内环境下以指定拍摄角度和指定拍摄距离拍摄的被测物体的待处理红外图。
优选的，所述拍摄环境参数包括环境照度和色温。
基于上述本发明实施例提供的一种图像处理方法及系统，该方法为：获取在室内环境下以指定拍摄角度和指定拍摄距离拍摄的被测物体的待处理红外图；从预先在室外环境下拍摄的被测物体的多张样本红外图中，选择拍摄角度为指定拍摄角度、拍摄距离为指定拍摄距离和拍摄环境参数符合预设要求的样本红外图作为待叠加图像；将待处理红外图和待叠加图像进行叠加合成，得到合成图像；对合成图像进行解析，得到合成图像对应的深度信息。本方案中，在室内环境下采集被测物体的待处理红外图，从预先在室外环境下采集的被测物体的多张样本红外图中，选择与该待处理红外图相匹配的待叠加图像。将待处理红外图和待叠加图像进行叠加合成得到合成图像，并对合成图像进行解析得到对应的深度信息，在测试室外深度效果时不需要前往室外采集被测物体的红外图，在室内即可得到室外的深度效果，并且保证拍摄环境参数符合预设要求，降低测试成本和提高测试准确性。
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为本发明实施例提供的一种图像处理方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的采集待处理红外图的示意图；
图3为本发明实施例提供的3D结构光设备的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的3D结构光设备的工作原理图；
图5为本发明实施例提供的采集样本红外图的示意图；
图6为本发明实施例提供的一种图像处理系统的结构框图；
图7为本发明实施例提供的一种图像处理系统的另一结构框图。
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。
在本申请中，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。
由背景技术可知，目前测试室外深度效果时，需在室外环境采集物体红外编码图像，再对该物体红外编码图像进行分析得到相应的室外深度效果。但由于室外环境的不稳定性，会加大测试流程所需要的人力物力，并且会影响到测试效果的准确性，导致测试成本较高和测试准确性较低。
因此本发明实施例提供一种图像处理方法及系统，在室内环境下采集被测物体的待处理红外图，从预先在室外环境下采集的被测物体的多张样本红外图中，选择与该待处理红外图相匹配的待叠加图像。将待处理红外图和待叠加图像进行叠加合成得到合成图像，并对合成图像进行解析得到对应的深度信息，在测试室外深度效果时不需要前往室外采集被测物体的红外图，在室内即可得到室外的深度效果，并且保证拍摄环境参数符合预设要求，以降低测试成本和提高测试准确性。
参见图1，示出了本发明实施例提供的一种图像处理方法的流程图，该图像处理方法包括：
步骤S101：获取在室内环境下以指定拍摄角度和指定拍摄距离拍摄的被测物体的待处理红外图。
需要说明的是，待处理红外图仅包含结构光编码图案，该待处理红外图中不包含环境光的底噪。
在具体实现步骤S101的过程中，利用3D结构光设备，获取在室内环境下以指定拍摄角度和指定拍摄距离拍摄的被测物体的待处理红外图。
可以理解的是，在利用3D结构光设备拍摄被测物体时，将3D结构光设备安装在一固定装置上，通过该固定装置调整拍摄被测物体所需要的拍摄距离和拍摄角度。
也就是说，通过固定装置使3D结构光设备在室内环境下以指定拍摄角度和指定拍摄距离拍摄被测物体，从而获得该被测物体在室内环境下对应的待处理红外图，3D结构光设备采集待处理红外图的方式如图2示出的示例，可以理解的是，图2中为在暗室内采集被测物体的待处理红外图，且图2仅用于举例说明。
为更好解释说明上述提及3D结构光设备，分别通过图2和图3示出的内容进行示例说明，需要说明的是，图3和图4仅用于举例。
参见图3，示出了本发明实施例提供的3D结构光设备的结构示意图，该3D结构光设备包括发射模组TX、接收模组RX和彩色模组RGB。
3D结构光设备是通过接收模组捕获到的发射模组发出的近红外波段编码图像进行数据分析进而得到被测物体的深度信息的。
为更好解释说明3D结构光设备的工作原理，结合图4示出的3D结构光设备的工作原理图进行解释说明。
3D结构光设备的发射模组采用特定波长和不可见的红外激光作为光源，发射出来的光经光学衍射元件(DOE)形成具有一定编码规则的图像投影在物体上。同时，3D结构光设备的接收模组会接收到物体表面上具有编码规则的图像，并基于光学三角法测量原理进行计算返回的编码图案的畸变得到物体的位置和深度信息。
也就是说，3D结构光设备设定在特定拍摄距离下的参考面烧录一张参考图，该参考图包含特定信息，将实际拍摄物体表面的图与该参考图进行比对后，确认两者之间的差异情况后，结合预设算法将差异情况转化为深度图。
需要说明的是，室外环境中，室外环境自然光包含全波段光谱(即含有3D结构光设备使用的近红外波段光谱)，即红外图像传感器(接收模组)接收到的近红外信息包含激光发射器(发射模组)的编码图像和太阳光中的近红外光，此时太阳光即为前述提及的底噪。
步骤S102：从预先在室外环境下拍摄的被测物体的多张样本红外图中，选择拍摄角度为指定拍摄角度、拍摄距离为指定拍摄距离和拍摄环境参数符合预设要求的样本红外图作为待叠加图像。
需要说明的是，多张样本红外图由预先以多个拍摄角度、多个拍摄距离和多个拍摄环境参数在室外环境下拍摄被测物体得到，每一样本红外图仅包含环境光中的底噪，其中，拍摄环境参数包括环境照度和色温。
也就是说，在室外环境下，预先利用3D结构光设备和固定装置以多个拍摄角度、多个拍摄距离和多个拍摄环境参数对被测物体进行拍摄，从而得到对应的多张样本红外图(也可称为室外底噪图)。
具体拍摄样本红外图的过程为：利用3D结构光设备和固定装置在室外环境下拍摄被测物体的多张样本红外图(样本红外图仅包含环境光中的底噪)，拍摄样本红外图的过程中需遵循以下原则：在不同环境照度和色温(或特定波段的近红外辐照度)等拍摄环境参数下拍摄样本红外图，比如在一天中的清晨、上午、中午、下午和傍晚等拍摄样本红外图，同时，在不同环境照度和色温下还需以不同拍摄距离拍摄样本红外图，比如以3D结构光设备距被测物体30cm、50cm和70cm等距离拍摄样本红外图，同时，在不同拍摄距离下还需以不同拍摄角度拍摄样本红外图。
也就是说，在同一拍摄环境参数下，分别从不同拍摄距离中拍摄被测物体的样本红外图，并在同一拍摄距离下，分别拍摄被测物体的各个角度对应的样本红外图。
需要说明的是，拍摄距离是指3D结构光设备距被测物体的距离，拍摄角度为拍摄该被测物体的某个角度(即目的是拍摄被测物体的各个角度)。
也就是说，上述采集得到的多张样本红外图为预先准备工作，多张样本红外图中包含了被测物体在不同拍摄环境参数、不同拍摄距离和不同拍摄角度下对应的样本红外图。
通过固定装置使3D结构光设备在室外环境下拍摄被测物体的样本红外图，3D结构光设备拍摄样本红外图的方式如图5示出的示例，需要说明的是，图5仅用于举例。
需要说明的是，对被测物体进行拍摄时，利用固定装置保证3D结构光设备在室外环境和室内环境下拍摄被测物体的拍摄角度和拍摄距离的一致性。
在具体实现步骤S102的过程中，从预先在室外环境下拍摄得到的被测物体的多张样本红外图中，选择拍摄角度为指定拍摄角度、拍摄距离为指定拍摄距离和拍摄环境参数符合预设要求的样本红外图作为待叠加图像，即选择出来的待叠加图像为：与待处理红外图的拍摄角度相同、拍摄距离相同且拍摄环境参数符合预设要求(即可根据需求确定相应的拍摄环境参数)的样本红外图。
也就是说，从与待处理红外图的拍摄角度相同和拍摄距离相同的样本红外图中，选择拍摄环境参数与需求对应的样本红外图作为待叠加图像，比如：从与待处理红外图的拍摄角度相同和拍摄距离相同的样本红外图中，选择指定环境照度和/或指定色温的样本红外图作为待叠加图像。
步骤S103：将待处理红外图和待叠加图像进行叠加合成，得到合成图像。
优选的，在获取得到待处理红外图和待叠加图像时，标记待处理红外图的特征点，以及标记待叠加图像的特征点。
在具体实现步骤S103的过程中，利用特定的工具对待处理红外图和待叠加图像进行叠加合成得到合成图像，具体实施方式为：将待处理红外图和待叠加图像的特征点进行对齐处理，并将进行对齐处理后的待处理红外图和待叠加图像进行叠加合成，得到合成图像。
通过上述各个步骤的内容可知，获取得到合成图像的过程即指示：在室内环境下即可得到被测物体的包含结构光编码图案和环境光中的底噪的图像。
步骤S104：对合成图像进行解析，得到合成图像对应的深度信息。
在具体实现步骤S104的过程中，利用指定算法对合成图像进行深度信息的计算，得到合成图像对应的深度信息，根据该深度信息获取室外深度效果，从而实现在室内环境下得到室外深度效果。
在本发明实施例中，在室内环境下采集被测物体的待处理红外图，从预先在室外环境下采集的被测物体的多张样本红外图中，选择与该待处理红外图相匹配的待叠加图像。将待处理红外图和待叠加图像进行叠加合成得到合成图像，并对合成图像进行解析得到对应的深度信息，在测试室外深度效果时不需要前往室外采集被测物体的红外图，在室内即可得到室外的深度效果，并且保证拍摄环境参数符合预设要求，降低测试成本和提高测试准确性。
与上述本发明实施例提供的一种图像处理方法相对应，参见图6，本发明实施例还提供了一种图像处理系统，该图像处理系统包括：获取单元601、选择单元602、合成单元603和解析单元604；
获取单元601，用于获取在室内环境下以指定拍摄角度和指定拍摄距离拍摄的被测物体的待处理红外图，待处理红外图仅包含结构光编码图案。
在具体实现中，获取单元601具体用于：利用3D结构光设备，获取在室内环境下以指定拍摄角度和指定拍摄距离拍摄的被测物体的待处理红外图。
选择单元602，用于从预先在室外环境下拍摄的被测物体的多张样本红外图中，选择拍摄角度为指定拍摄角度、拍摄距离为指定拍摄距离和拍摄环境参数符合预设要求的样本红外图作为待叠加图像，多张样本红外图由预先以多个拍摄角度、多个拍摄距离和多个拍摄环境参数在室外环境下拍摄被测物体得到，每一样本红外图仅包含环境光中的底噪。
其中，拍摄环境参数包括环境照度和色温。
合成单元603，用于将待处理红外图和待叠加图像进行叠加合成，得到合成图像。
解析单元604，用于对合成图像进行解析，得到合成图像对应的深度信息。
在本发明实施例中，在室内环境下采集被测物体的待处理红外图，从预先在室外环境下采集的被测物体的多张样本红外图中，选择与该待处理红外图相匹配的待叠加图像。将待处理红外图和待叠加图像进行叠加合成得到合成图像，并对合成图像进行解析得到对应的深度信息，在测试室外深度效果时不需要前往室外采集被测物体的红外图，在室内即可得到室外的深度效果，并且保证拍摄环境参数符合预设要求，降低测试成本和提高测试准确性。
结合图6示出的内容，参见图7，示出了本发明实施例提供的一种图像处理系统的另一结构框图，该图像处理系统还包括：
标记单元605，用于标记待处理红外图的特征点，以及标记待叠加图像的特征点。
相应的，合成单元603具体用于：将待处理红外图和待叠加图像的特征点进行对齐处理，并将进行对齐处理后的待处理红外图和待叠加图像进行叠加合成，得到合成图像。
综上所述，本发明实施例提供一种图像处理方法及系统，在室内环境下采集被测物体的待处理红外图，从预先在室外环境下采集的被测物体的多张样本红外图中，选择与该待处理红外图相匹配的待叠加图像。将待处理红外图和待叠加图像进行叠加合成得到合成图像，并对合成图像进行解析得到对应的深度信息，在测试室外深度效果时不需要前往室外采集被测物体的红外图，在室内即可得到室外的深度效果，并且保证拍摄环境参数符合预设要求，降低测试成本和提高测试准确性。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，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，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
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发明。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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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 (10)

1.一种图像处理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取在室内环境下以指定拍摄角度和指定拍摄距离拍摄的被测物体的待处理红外图，所述待处理红外图仅包含结构光编码图案；
从预先在室外环境下拍摄的所述被测物体的多张样本红外图中，选择拍摄角度为所述指定拍摄角度、拍摄距离为所述指定拍摄距离和拍摄环境参数符合预设要求的样本红外图作为待叠加图像，所述多张样本红外图由预先以多个拍摄角度、多个拍摄距离和多个拍摄环境参数在室外环境下拍摄所述被测物体得到，每一所述样本红外图仅包含环境光中的底噪；
将所述待处理红外图和所述待叠加图像进行叠加合成，得到合成图像；
对所述合成图像进行解析，得到所述合成图像对应的深度信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
标记所述待处理红外图的特征点，以及标记所述待叠加图像的特征点。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述待处理红外图和所述待叠加图像进行叠加合成，得到合成图像，包括：
将所述待处理红外图和所述待叠加图像的特征点进行对齐处理，并将进行对齐处理后的所述待处理红外图和所述待叠加图像进行叠加合成，得到合成图像。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取在室内环境下以指定拍摄角度和指定拍摄距离拍摄的被测物体的待处理红外图，包括：
利用3D结构光设备，获取在室内环境下以指定拍摄角度和指定拍摄距离拍摄的被测物体的待处理红外图。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拍摄环境参数包括环境照度和色温。
6.一种图像处理系统，其特征在于，所述系统包括：
获取单元，用于获取在室内环境下以指定拍摄角度和指定拍摄距离拍摄的被测物体的待处理红外图，所述待处理红外图仅包含结构光编码图案；
选择单元，用于从预先在室外环境下拍摄的所述被测物体的多张样本红外图中，选择拍摄角度为所述指定拍摄角度、拍摄距离为所述指定拍摄距离和拍摄环境参数符合预设要求的样本红外图作为待叠加图像，所述多张样本红外图由预先以多个拍摄角度、多个拍摄距离和多个拍摄环境参数在室外环境下拍摄所述被测物体得到，每一所述样本红外图仅包含环境光中的底噪；
合成单元，用于将所述待处理红外图和所述待叠加图像进行叠加合成，得到合成图像；
解析单元，用于对所述合成图像进行解析，得到所述合成图像对应的深度信息。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
标记单元，用于标记所述待处理红外图的特征点，以及标记所述待叠加图像的特征点。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述合成单元具体用于：将所述待处理红外图和所述待叠加图像的特征点进行对齐处理，并将进行对齐处理后的所述待处理红外图和所述待叠加图像进行叠加合成，得到合成图像。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述获取单元具体用于：利用3D结构光设备，获取在室内环境下以指定拍摄角度和指定拍摄距离拍摄的被测物体的待处理红外图。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述拍摄环境参数包括环境照度和色温。
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