CN206470834U - 一种获取目标深度图像的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种获取目标深度图像的装置，包括：图像采集模组，用于采集目标的彩色信息和红外信息；光源，用于向所述目标投射红外光，以使所述图像采集模组采集得到所述目标的红外信息；处理器，用于控制所述图像采集模组和所述光源的工作方式，并将所述图像采集模组采集到的所述彩色信息和所述红外信息进行处理，以得到所述目标的最佳深度图像。一方面，处理器可以控制两种图像采集方式同时进行，通过比较得出最佳的深度图像；另一方面，处理器还可以根据场景的实际情况，选择合适的图像采集方式，进而得到最佳的深度图像。通过上述方式，本实用新型能够提高获取的深度图像的准确性。

Description

一种获取目标深度图像的装置

技术领域

本实用新型涉及3D技术领域，特别是涉及一种获取深度图像的装置。

背景技术

随着3D技术的不断发展，对目标深度图像的获取越来越容易，传统的利用平面图像进行图像分析已逐步转变为利用深度图像进行图像分析。为了确保分析的准确性，对获取的目标深度图像的质量要求越来越高。

由于目标所处场景的差异性，如处于室内的目标和处于室外的目标存在较大的场景差异，而目前的3D传感器大多不适合多场景的应用，由于场景差异的原因导致所获得的深度图像存在误差。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种获取深度图像的装置，能够提高获取的深度图像的准确性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种获取目标深度图像的装置，其包括：图像采集模组，用于采集目标的彩色信息和红外信息；光源，用于向所述目标投射红外光，以使所述图像采集模组采集得到所述目标的红外信息；处理器，用于控制所述图像采集模组和所述光源的工作方式，并将所述图像采集模组采集到的所述彩色信息和所述红外信息进行处理，以得到所述目标的深度图像。

其中，所述图像采集模组包括两个RGB摄像机和一个IR摄像机。

所述图像采集模组和所述光源的工作方式包括：第一工作方式、第二工作方式、第三工作方式；所述第一工作方式为所述IR摄像机与所述光源连用，进而采集获得所述目标的红外信息；所述第二工作方式为 两个所述RGB摄像机同时采集获得所述目标的两种彩色信息；所述第三工作方式为任一所述RGB摄像机与所述IR摄像机同时采集获得所述目标的红外信息和彩色信息。

其中，所述处理器包括：第一控制模块，用于控制图像采集的工作方式为所述第一工作方式与所述第二工作方式同时进行；第一判断模块，与所述第一控制模块耦合，用于比较得出两种工作方式下获得的两张深度图像中细节缺省较少的一张，并作为所述目标的所述最佳深度图像输出。

其中，所述处理器包括：第二控制模块，用于控制图像采集的方式。第二判断模块，与所述第二控制模块耦合，用于判断在所述光源开启前，所述IR摄像机采集到的所述目标的原始图像的亮度值与阈值的大小，若所述亮度值低于阈值，则输出第一信号至所述第二控制模块，所述第二控制模块控制所述图像采集的方式为所述第一工作方式；否则，输出第二信号至所述第二控制模块，所述第二控制模块控制所述图像采集的方式为所述第二工作方式或所述第三工作方式。

其中，所述处理器还包括：计算模块，用于计算所述图像采集模组采集获得图像的所有像素点的深度信息；获取模块，所述获取模块用于根据所有所述像素点的所述深度信息获得所述目标对应的所述深度图像。

其中，所述计算模块包括第一计算子模块，所述第一计算子模块包括设置单元和第一计算子单元；所述设置单元用于根据在所述第一工作方式下所述图像采集模组采集到的所述红外信息获取所述红外信息对应的红外散斑图，并在所述红外散斑图上设置红外散斑区域，所述红外散斑区域能遍历整个所述红外散斑图；所述第一计算子单元用于根据所述红外散斑区域和所述光源的参考散斑图计算出每个所述像素点的所述深度信息。

进一步，所述计算模块进一步包括第二计算子模块：所述第二计算子模块用于计算在所述第二工作方式或第三工作方式下采集的所述两张图像中对应于所述目标的相同位置的所述像素点在水平方向的偏移 量，进而根据所述偏移量和两个摄像机的距离计算出各个所述像素点的所述深度信息。

其中，所述装置进一步包括：校准模组，用于在采集图像前预先校准所述图像采集模组与所述光源的位置；存储器，所述存储器用于存储所述光源的参考散斑图、所述图像采集模组采集的所述目标的所述彩色信息和/或红外信息以及所述处理器处理得到的所述目标的所述深度图像。

本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型所提供的装置包括图像采集模组、光源和处理器，处理器能够控制图像采集模组和光源的组合工作方式，从而获得目标的最佳深度图像，提高提高获取的深度图像的准确性。

一方面，处理器可以控制两种图像采集方式同时进行，通过比较得出目标的最佳深度图像；另一方面，处理器还可以根据场景的实际情况，选择合适的图像采集方式，进而得到目标的最佳深度图像。

附图说明

图1是本实用新型获取目标深度图像的装置一实施方式的结构示意图；

图2是图1中处理器的结构示意图；

图3是图2中计算模块的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，图1为本实用新型获取目标深度图像的装置一实施方式的结构示意图，包括图像采集模组101、光源102、处理器103、校准模组104、存储器105。

具体地，图像采集模组101用于采集目标的彩色信息和红外信息，在本实施例中图像采集模组101包括两个RGB摄像机和一个IR摄像机，在其他实施例中，摄像机的个数和种类可以为其他，本实用新型对此不作限制。

光源102用于向目标投射红外光，以使图像采集模组101采集得到 目标的红外信息。在本实施例中光源102优选为激光投影模组，投影散斑图像至目标场景中，以使图像采集模组101采集得到目标的散斑图像。在其他实施例中，也可为其他类型的红外光源。

处理器103用于控制图像采集模组101和光源102的工作方式，并将图像采集模组101采集到的彩色信息和红外信息进行处理，以得到目标的最佳深度图像。

校准模组104用于在采集图像前预先校准图像采集模组101与光源102的位置；具体地，一方面调整光源102与图像采集模组101中IR摄像机的位置，以使光源102与IR摄像机保持预定距离且处于同一水平面；另一方面校准图像采集模组101中同一方式下同时工作的两个摄像机的位置、夹角、焦距，以使两个摄像机对应于目标的相同位置的像素点在垂直方向坐标相同。

存储器105用于存储光源102的参考散斑图、图像采集模组101采集的目标的彩色信息和红外信息以及处理器103处理得到的目标的深度图像。

下面，将详细说明处理器103的工作流程。

在本实施例中，图像采集模组101和光源102的工作方式有三种，分别为第一工作方式、第二工作方式、第三工作方式，在其他实施例中还可为更多种的工作方式。具体地，第一工作方式为IR摄像机与光源连用，进而采集获得目标的红外信息；第二工作方式为两个RGB摄像机同时采集获得目标的两种彩色信息；第三工作方式为任一RGB摄像机与IR摄像机同时采集获得目标的彩色信息与红外信息。

在一个应用场景中，请参阅图2中实线箭头标注的方向，处理器103包括第一控制模块201、计算模块202、获取模块203、第一判断模块204。

具体地，第一控制模块201用于控制图像采集的工作方式为第一工作方式与第二工作方式共同进行，即IR摄像机与光源102联用采集目标的红外信息，两个RGB摄像机联用采集目标的彩色信息；待图像采集模组101采集完图像后，将图像信息传递至计算模块202，计算模块 202开始计算第一工作方式、第二工作方式下分别获得图像的所有像素点的深度信息，并将上述深度信息传递至获取模块203；获取模块203根据上述所有像素点的深度信息获得目标对应的两张深度图像；第一判断模块204判断得出第一工作方式与第二工作方式下经处理获得的两张深度图像中细节缺省较少的一张，并将其作为目标的最佳深度图像输出。

在另一个应用场景中，请参阅图2中虚线箭头所指的方向。处理器103包括第二判断模块205、第二控制模块206、计算模块202、获取模块203。第二判断模块205与第二控制模块206耦合，用于判断在光源102开启前，图像采集模组101中IR摄像机采集到的目标的原始图像的亮度值与阈值的大小，若亮度值低于阈值，则输出第一信号至第二控制模块206，第二控制模块206控制图像采集的方式为第一工作方式，即IR摄像机与光源联用采集目标的红外信息；否则，输出第二信号至第二控制模块206，第二控制模块206控制图像采集的方式为第二工作方式或第三工作方式，即两个RGB摄像机同时采集，或者任一RGB摄像机与IR摄像机同时采集。待图像采集模组101采集图像完毕后，计算模块202开始计算第一工作方式、第二工作方式或者第三工作方式下获得的图像的所有像素点的深度信息，并将上述深度信息传递至获取模块203；获取模块203根据上述所有像素点的深度信息获得目标对应的深度图像，该深度图像即为最终输出的目标的最佳深度图像。

在其他应用场景中，请继续参阅图2，处理器103还可以包括选择模块207，选择模块207具有至少两个工作路径，用户可根据实际需求选择合适的工作路径。

下面请结合图3，将就上述应用场景中计算模块202作详细说明。计算模块202包括第一计算子模块301和第二计算子模块302。

其中，第一计算子模块301适用于计算第一工作方式下，即IR摄像机与光源联用，IR摄像机所采集的图像的深度信息。它包括设置单元3011和第一计算子单元3012；设置单元3011用于根据IR摄像机采集到的红外信息获取红外信息对应的红外散斑图，并在获取的红外散斑图上 设置红外散斑区域，进一步用红外散斑区域历遍整个红外散斑图；第一计算子单元3012用于根据红外散斑区域和光源的参考散斑图计算出每个像素点的深度信息，具体为：根据红外散斑区域和参考散斑图搜寻各像素点对应的红外散斑区域的最近参考平面，并计算出各像素点所对应的红外散斑区域与最近的参考平面的偏离值；根据偏离值及最近的参考平面的深度值计算出各个像素点的深度信息。

其中，第二计算子模块302适用于计算在第二工作方式或第三工作方式下两个摄像机采集的两张图像对应的深度信息，具体为：计算第一采集图像和第二采集图像中对应于目标的相同位置的像素点在水平方向的偏移量；根据偏移量，利用计算公式获得像素点的深度信息；上述计算公式为：Z＝f*t/δx，Z为像素点的深度信息；f为摄像机的焦距，IR摄像机或RGB摄像机的焦距在预先调整过程中调整为相同；t为两个摄像机中心的距离；δx为相同位置的像素点在水平方向的偏移量。

总体说来，本实用新型所提供的装置包括图像采集模组、光源和处理器，处理器能够控制图像采集模组和光源的组合工作方式，从而获得目标的最佳深度图像，提高获取的深度图像的准确性。

一方面，处理器可以控制两种图像采集方式同时进行，通过比较得出最佳的深度图像；另一方面，处理器还可以根据场景的实际情况，选择合适的图像采集方式，进而得到最佳的深度图像。

以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型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，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种获取目标深度图像的装置，其特征在于，包括：

图像采集模组，包括两个RGB摄像机和一个IR摄像机，用于采集目标的彩色信息和红外信息；

光源，用于向所述目标投射红外光，以使所述图像采集模组采集得到所述目标的红外信息；

处理器，用于控制所述图像采集模组和所述光源的工作方式，并将所述图像采集模组采集到的所述彩色信息和所述红外信息进行处理，以得到所述目标的最佳深度图像；其中，所述图像采集模组和所述光源的工作方式包括：第一工作方式、第二工作方式、第三工作方式；所述第一工作方式为所述IR摄像机与所述光源联用，进而采集获得所述目标的红外信息；所述第二工作方式为两个所述RGB摄像机同时采集获得所述目标的两种彩色信息；所述第三工作方式为任一所述RGB摄像机与所述IR摄像机同时采集获得所述目标的红外信息和彩色信息；

所述处理器包括：第一控制模块，用于控制图像采集的工作方式为所述第一工作方式与所述第二工作方式同时进行；第一判断模块，与所述第一控制模块耦合，用于比较得出两种工作方式下获得的两张深度图像中细节缺省较少的一张，并作为所述目标的所述最佳深度图像输出；和/或，所述处理器包括：第二控制模块，用于控制图像采集的方式；第二判断模块，与所述第二控制模块耦合，用于判断在所述光源开启前，所述IR摄像机采集到的所述目标的原始图像的亮度值与阈值的大小，若所述亮度值低于阈值，则输出第一信号至所述第二控制模块，所述第二控制模块控制所述图像采集的方式为所述第一工作方式；否则，输出第二信号至所述第二控制模块，所述第二控制模块控制所述图像采集的方式为所述第二工作方式或所述第三工作方式。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器还包括：

计算模块，用于计算所述图像采集模组采集获得的图像的所有像素点的深度信息；

获取模块，所述获取模块用于根据所有所述像素点的所述深度信息获得所述目标对应的所述深度图像。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：

所述计算模块包括第一计算子模块，所述第一计算子模块包括设置单元和第一计算子单元；

所述设置单元用于根据在所述第一工作方式下所述图像采集模组采集到的所述红外信息，获取所述红外信息对应的红外散斑图，并在所述红外散斑图上设置红外散斑区域，所述红外散斑区域能历遍整个所述红外散斑图；

所述第一计算子单元用于根据所述红外散斑区域和所述光源的参考散斑图计算出每个所述像素点的所述深度信息。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述计算模块进一步包括第二计算子模块：

所述第二计算子模块用于计算在所述第二工作方式或第三工作方式下采集的两张图像中对应于所述目标的相同位置的所述像素点在水平方向的偏移量，进而根据所述偏移量和两个摄像机的距离计算出各个所述像素点的所述深度信息。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括：

校准模组，用于在采集图像前预先校准所述图像采集模组与所述光源的位置。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

存储器，所述存储器用于存储所述光源的参考散斑图、所述图像采集模组采集的所述目标的所述彩色信息和所述红外信息以及所述处理器处理得到的所述目标的所述深度图像。