TW201342303A - 三維空間圖像的獲取系統及方法 - Google Patents

三維空間圖像的獲取系統及方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201342303A
TW201342303A TW101113221A TW101113221A TW201342303A TW 201342303 A TW201342303 A TW 201342303A TW 101113221 A TW101113221 A TW 101113221A TW 101113221 A TW101113221 A TW 101113221A TW 201342303 A TW201342303 A TW 201342303A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
dimensional
image
dimensional image
contour
acquiring
Prior art date
Application number
TW101113221A
Other languages
English (en)
Inventor
Mao-Kuo Hsu
Original Assignee
Hon Hai Prec Ind Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hon Hai Prec Ind Co Ltd filed Critical Hon Hai Prec Ind Co Ltd
Priority to TW101113221A priority Critical patent/TW201342303A/zh
Priority to US13/548,224 priority patent/US8908012B2/en
Publication of TW201342303A publication Critical patent/TW201342303A/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/50—Depth or shape recovery
    • G06T7/55—Depth or shape recovery from multiple images
    • G06T7/564—Depth or shape recovery from multiple images from contours
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20—Image signal generators
    • H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
    • H04N13/243—Image signal generators using stereoscopic image cameras using three or more 2D image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20—Image signal generators
    • H04N13/271—Image signal generators wherein the generated image signals comprise depth maps or disparity maps
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N2013/0074—Stereoscopic image analysis
    • H04N2013/0081—Depth or disparity estimation from stereoscopic image signals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

本發明提供一種三維空間圖像的獲取系統和獲取方法。該方法包括：在可調焦距範圍內調節焦距，並對位於一個三維空間內相應方向上的被攝物體分別進行若干次圖像捕捉，從而獲取該相應方向上的被攝物體的多幅二維圖像；獲取每一幅二維圖像中被攝物體的輪廓線和輪廓線上各點的三維座標；根據三維座標將同一方向上獲取的多幅二維圖像的輪廓線相互疊加以合成出各方向對應的該被攝物體的一個三維圖像，並將合成出的不同方向上的三維圖像拼接為全景圖像。

Description

三維空間圖像的獲取系統及方法
本發明涉及攝像技術，尤其涉及一種三維空間圖像的獲取系統及方法。
我們生活在一個三維世界中，任何物體都具有寬度、高度和深度。過去很多電子裝置如手機等雖然都整合有照相的功能，然而多數這些具有照相功能的電子裝置都只能拍攝二維圖像，無法反映被攝物體的深度資訊。
如今，三維空間成像技術（即自立體成像技術）得到了重大發展。在三維空間成像技術中，電子裝置對一個三維空間進行多次攝取以獲得多幅二維圖像，然後對該多幅二維圖像進行後處理以獲取表徵該三維空間的三維圖像。傳統的該類電子裝置獲取該三維空間的三維圖像的實現方式是取像鏡頭拍攝時沿著一固定軌道轉動，從而從不同角度對該三維空間進行攝取，然後這些圖像後期被合成為該三維圖像。但是仍有必要提供一種新的三維空間的圖像獲取系統及方法，能夠提供給用戶更多樣的選擇。
本發明提供一種三維空間圖像的獲取系統，包括：多個攝像單元，用於在其可調焦距範圍內調節焦距，並在調節到聚焦時對位於一個三維空間內相應方向上的被攝物體分別進行多次圖像捕捉，從而獲取該相應方向上的被攝物體的若干個二維圖像；一輪廓識別單元，用於獲取每一幅二維圖像中被攝物體的輪廓線；一座標定位單元，用於獲取每一幅二維圖像的輪廓線上各點的三維座標；和一圖像合成單元，用於根據同一方向上拍攝的每一幅二維圖像中輪廓線各點的三維座標將同一方向上獲取的多幅二維圖像的輪廓線相互疊加以合成出各方向對應的該被攝物體的一個三維圖像，並將合成出的不同方向上的三維圖像拼接為包括多個被攝物體的一幅全景圖像。
本發明還提供一種三維空間圖像的獲取方法，包括：在可調焦距範圍內調節焦距，並在調節到聚焦時對位於一個三維空間內相應方向上的被攝物體分別進行若干次圖像捕捉，從而獲取該相應方向上的被攝物體的多幅二維圖像；獲取每一幅二維圖像中被攝物體的輪廓線；獲取每一幅二維圖像的輪廓線上各點的三維座標；和根據同一方向上拍攝的每一幅二維圖像中輪廓線各點的三維座標將同一方向上獲取的多幅二維圖像的輪廓線相互疊加以合成出各方向對應的該被攝物體的一個三維圖像，並將合成出的不同方向上的三維圖像拼接為包括多個被攝物體的一幅全景圖像。
相較於現有技術，本發明的三維空間圖像的獲取系統及方法通過若干攝像單元分別從多個方向對一個三維空間進行多次攝取以得到若干二維圖像，然後將同一方向上捕捉的若干二維圖像進行合成，並通過拼接獲得該三維空間的一幅全景圖像。
圖1為本發明的三維空間圖像獲取系統10的硬體架構圖。該三維空間圖像獲取系統10可運行於諸如手機、平板電腦、數碼相機等電子裝置100中。其中，該電子裝置100包括用於執行該三維空間圖像獲取系統的各功能單元的處理單元101，如中央處理器（Central Processing Unit，CPU）或微處理器（Microcontroller），該電子裝置100還包括用於存儲該三維空間圖像獲取系統10的存儲單元102。
在本實施方式中，該三維空間圖像獲取系統10包括若干攝像單元11、一輪廓識別單元12、一座標定位單元13和一圖像合成單元14。
該若干攝像單元11用於在其可調焦距範圍內調節焦距，並在調節到聚焦時對位於一個三維空間a內相應方向上的被攝物體分別進行若干次圖像捕捉，從而獲取該相應方向上的被攝物體的若干個二維圖像，請參照圖2，在本實施方式中，該若干攝像單元11的攝像方向分別平行於該三維空間a的各個軸向的正負方向，例如，該若干攝像單元11可以為三個攝像頭，該三個攝像頭的光軸在該三維空間a上相互垂直，該三個攝像頭的攝像方向分別為X軸、Y軸和Z軸正方向，可分別從該三維空間a的X軸、Y軸和Z軸正方向分別對位於該三個方向上的被攝物體進行圖像捕捉，例如其中一攝像頭從X軸正方向對位於該X軸正方向上的被攝物體b進行圖像捕捉。同時，該三個攝像頭均可做180度翻轉，從而可從X軸、Y軸和Z軸負方向對位於該X軸、Y軸和Z軸負方向的被攝物體進行圖像捕捉。因此，該三個攝像頭可對該三維空間a各個軸向的正負方向上的被攝物體分別進行攝像。當然，該攝像單元11的數量也可以根據實際需要進行變更，並不局限於上面所列出的，該些攝像單元11的攝像方向也並不局限於各個軸向的正負方向，例如，該三個攝像頭的光軸可互相相差120度。
該輪廓識別單元12用於獲取每幅二維圖像中被攝物體的輪廓線。在本實施方式中，每一幅二維圖像包括被攝物體的物體圖像以及背景圖像，該輪廓識別單元12根據各個方向上獲取的若干二維圖像中物體圖像與背景圖像的亮度差異獲取每個方向上被攝物體的輪廓線。具體的，該輪廓識別單元12將各個方向上獲取的每一幅二維圖像進行二值化處理，即將每一幅二維圖像的所有圖元點按照256級灰階分類，然後將高於某一特定灰階值的圖元點顯示成白色（灰階值為0），低於某一特定灰階值的圖元顯示成黑色（灰階值為255），再根據顯示的存在亮度差異的區域邊界識別為該被攝物體的輪廓線。
例如，該三維空間a與X軸方向垂直且位於X軸正方向的牆壁上固定有一呈“T”形的被攝物體b，則該獲得的若干二維圖像中，物體圖像為呈“T”形的被攝物體b的圖像，其背景圖像為牆壁圖像。請一併參照圖3，若光軸與該三維空間a的X軸方向平行的其中一攝像單元11對該X軸方向上的，也即牆壁上的呈“T”形的被攝物體b進行若干次攝像，例如，該攝像單元11分別對焦於牆壁和該被攝物體b以獲取兩幅二維圖像，對焦於牆壁的第一幅二維圖像中該被攝物體b對應的區域亮度較低，則該輪廓識別單元12將第一幅二維圖像中被攝物體b的區域顯示為黑色（如圖3a所示的區域M1），牆壁的區域顯示為白色（如圖3a所示的區域M2）；對焦於被攝物體b的第二幅二維圖像中該被攝物體b的區域亮度較高，則該輪廓識別單元12將第二幅二維圖像中牆壁的區域顯示為黑色（如圖3b所示的區域M2），被攝物體b的區域顯示為白色（如圖3b所示的區域M1），然後將每一幅二維圖像中與周圍區域存在亮度差異的該“T”形輪廓識別為該被攝物體b的輪廓線。
該座標定位單元13用於獲取每一幅二維圖像的輪廓線上各點的三維座標。其中，每一幅二維圖像的輪廓線上各點的三維座標包括該二維圖像的平面座標以及該輪廓線縱深方向上的縱深座標值，該縱深座標值與該些攝像單元11和相應的被攝物體之間的距離相關，該座標定位單元13根據各二維圖像攝取時對應的攝像單元11的當前焦距計算該二維圖像中表徵攝像單元11與該被攝物體距離的物距大小。具體的，由於像距一定，該座標定位單元13根據像距與物距的共軛關係計算被攝物體的物距大小。
該圖像合成單元14用於根據同一方向上拍攝的每一幅二維圖像中輪廓線各點的三維座標將同一方向上獲取的若干二維圖像的輪廓線相互疊加以合成出各方向對應的該被攝物體的一個三維圖像，並將合成出的不同方向上的三維圖像拼接為一幅包括多個被攝物體的全景圖像。根據上述例子，請參照圖4，該圖像合成單元14將該三維空間a的X軸方向上獲取的若干“T”形輪廓線相互疊加，合成出的該方向上的三維圖像為包括具有三維立體效果的“T”形被攝物體b的圖像。
圖5為本發明一較佳實施例中的三維空間的圖像獲取方法的流程圖，其中，該方法應用於上述三維空間的圖像獲取系統中，該方法包括如下步驟：
步驟S501：該若干攝像單元11在其可調焦距範圍內調節焦距，並在調節到聚焦時對位於一個三維空間a內相應方向上的被攝物體分別進行若干次圖像捕捉，從而獲取該相應方向上的被攝物體的若干個二維圖像。
步驟S502：該輪廓識別單元12獲取每一幅二維圖像中被攝物體的輪廓線。
步驟S503：該座標定位單元13獲取每一幅二維圖像的輪廓線上各點的三維座標。
步驟S504：該圖像合成單元14根據同一方向上拍攝的每一幅二維圖像中輪廓線各點的三維座標將同一方向上獲取的若干二維圖像的輪廓線相互疊加以合成出各方向對應的該被攝物體的一個三維圖像，並將合成出的不同方向上的三維圖像拼接為包括多個被攝物體的一幅全景圖像。
本技術領域的普通技術人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍之內，對以上實施例所作的適當改變和變化都落在本發明要求保護的範圍之內。
10．．．三維空間圖像獲取系統
11．．．攝像單元
12．．．輪廓識別單元
13．．．座標定位單元
14．．．圖像合成單元
100．．．電子裝置
101．．．處理單元
102．．．存儲單元
a．．．三維空間
b．．．被攝物體
圖1為本發明的三維空間圖像的獲取系統的硬體架構圖。
圖2為本發明的三維空間圖像的獲取系統的攝像單元與該三維空間的位置關係圖。
圖3為本發明的三維空間圖像的獲取系統獲取的二維圖像的示意圖。
圖4為本發明合成出的被攝物體的三維圖像的示意圖。
圖5為本發明的三維空間圖像的獲取方法的流程圖。
10．．．三維空間圖像獲取系統
11．．．攝像單元
12．．．輪廓識別單元
13．．．座標定位單元
14．．．圖像合成單元
100．．．電子裝置
101．．．處理單元
102．．．存儲單元

Claims (7)

  1. 一種三維空間圖像的獲取系統，包括：
    多個攝像單元，用於在其可調焦距範圍內調節焦距，並在調節到聚焦時對位於一個三維空間內相應方向上的被攝物體分別進行多次圖像捕捉，從而獲取該相應方向上的被攝物體的若干個二維圖像；
    一輪廓識別單元，用於獲取每一幅二維圖像中被攝物體的輪廓線；
    一座標定位單元，用於獲取每一幅二維圖像的輪廓線上各點的三維座標；和
    一圖像合成單元，用於根據同一方向上拍攝的每一幅二維圖像中輪廓線各點的三維座標將同一方向上獲取的多幅二維圖像的輪廓線相互疊加以合成出各方向對應的該被攝物體的一個三維圖像，並將合成出的不同方向上的三維圖像拼接為包括多個被攝物體的一幅全景圖像。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的三維空間圖像的獲取系統，其中，該多個攝像單元為三個攝像頭，該三個攝像頭的光軸在該三維空間上相互垂直且每一攝像頭均可做180度翻轉。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的三維空間圖像的獲取系統，其中，該攝像單元獲取的每一幅二維圖像包括被攝物體的物體圖像以及背景圖像，該輪廓識別單元根據各二維圖像中物體圖像與背景圖像的亮度差異識別該方向上被攝物體的輪廓線。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的三維空間圖像的獲取系統，其中，該輪廓識別單元將每一幅二維圖像進行二值化處理，然後將高於某一特定灰階值的圖元點顯示成白色，低於某一特定灰階值的圖元顯示成黑色，再根據顯示的存在亮度差異的區域邊界識別為該被攝物體的輪廓線。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的三維空間圖像的獲取系統，其中，每一幅二維圖像的輪廓線上各點的三維座標包括該輪廓線縱深方向上的縱深座標值，該縱深座標值與該些攝像單元和相應的被攝物體之間的距離相關，該座標定位單元根據各二維圖像攝取時對應的攝像單元的當前焦距計算該二維圖像中表徵攝像單元與該被攝物體距離的物距大小。
  6. 一種三維空間圖像的獲取方法，包括：
    在可調焦距範圍內調節焦距，並在調節到聚焦時對位於一個三維空間內相應方向上的被攝物體分別進行若干次圖像捕捉，從而獲取該相應方向上的被攝物體的多幅二維圖像；
    獲取每一幅二維圖像中被攝物體的輪廓線；
    獲取每一幅二維圖像的輪廓線上各點的三維座標；和
    根據同一方向上拍攝的每一幅二維圖像中輪廓線各點的三維座標將同一方向上獲取的多幅二維圖像的輪廓線相互疊加以合成出各方向對應的該被攝物體的一個三維圖像，並將合成出的不同方向上的三維圖像拼接為包括多個被攝物體的一幅全景圖像。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的三維空間圖像的獲取方法，其中，該步驟“獲取每一幅二維圖像中被攝物體的輪廓線”包括：
    將每一幅二維圖像進行二值化處理；
    將高於某一特定灰階值的圖元點顯示成白色，低於某一特定灰階值的圖元顯示成黑色；和
    根據顯示的存在亮度差異的區域邊界識別為該被攝物體的輪廓線。
TW101113221A 2012-04-13 2012-04-13 三維空間圖像的獲取系統及方法 TW201342303A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101113221A TW201342303A (zh) 2012-04-13 2012-04-13 三維空間圖像的獲取系統及方法
US13/548,224 US8908012B2 (en) 2012-04-13 2012-07-13 Electronic device and method for creating three-dimensional image

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101113221A TW201342303A (zh) 2012-04-13 2012-04-13 三維空間圖像的獲取系統及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201342303A true TW201342303A (zh) 2013-10-16

Family

ID=49324709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101113221A TW201342303A (zh) 2012-04-13 2012-04-13 三維空間圖像的獲取系統及方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8908012B2 (zh)
TW (1) TW201342303A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020135040A1 (zh) * 2018-12-29 2020-07-02 中国科学院深圳先进技术研究院 图像三维信息提取方法、对象成像方法、装置及系统

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10257494B2 (en) 2014-09-22 2019-04-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Reconstruction of three-dimensional video
US11205305B2 (en) 2014-09-22 2021-12-21 Samsung Electronics Company, Ltd. Presentation of three-dimensional video
TWI622022B (zh) * 2017-07-13 2018-04-21 鴻海精密工業股份有限公司 深度計算方法及其裝置
CN111862302B (zh) * 2019-04-12 2022-05-17 北京城市网邻信息技术有限公司 图像处理和对象建模方法与设备、图像处理装置及介质

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101388133B1 (ko) * 2007-02-16 2014-04-23 삼성전자주식회사 2차원 실사 영상으로부터 3차원 모델을 생성하는 방법 및장치
JP5282614B2 (ja) * 2009-03-13 2013-09-04 オムロン株式会社 視覚認識処理用のモデルデータの登録方法および視覚センサ
JP5393318B2 (ja) * 2009-07-28 2014-01-22 キヤノン株式会社 位置姿勢計測方法及び装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020135040A1 (zh) * 2018-12-29 2020-07-02 中国科学院深圳先进技术研究院 图像三维信息提取方法、对象成像方法、装置及系统
CN111381357A (zh) * 2018-12-29 2020-07-07 中国科学院深圳先进技术研究院 图像三维信息提取方法、对象成像方法、装置及系统
CN111381357B (zh) * 2018-12-29 2021-07-20 中国科学院深圳先进技术研究院 图像三维信息提取方法、对象成像方法、装置及系统

Also Published As

Publication number Publication date
US8908012B2 (en) 2014-12-09
US20130271572A1 (en) 2013-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6721065B2 (ja) 撮像装置、画像処理装置および方法
CN108600576B (zh) 图像处理装置、方法和系统以及计算机可读记录介质
US9325899B1 (en) Image capturing device and digital zooming method thereof
WO2018068719A1 (zh) 一种图像拼接方法及装置
TWI434567B (zh) An image processing apparatus, an image processing method, an image processing program, and a recording medium
CN109474780B (zh) 一种用于图像处理的方法和装置
JP5818091B2 (ja) 画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法、および、プログラム
JP2017208619A (ja) 画像処理装置、画像処理方法、プログラム及び撮像システム
JP5846172B2 (ja) 画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび撮像システム
CN103379267A (zh) 三维空间图像的获取系统及方法
JP2017017689A (ja) 全天球動画の撮影システム、及びプログラム
US10482571B2 (en) Dual fisheye, hemispherical image projection and stitching method, device and computer-readable medium
TW201342303A (zh) 三維空間圖像的獲取系統及方法
TWI615808B (zh) 全景即時影像處理方法
JP2015036841A (ja) 画像処理装置、距離計測装置、撮像装置、画像処理方法
JP6665917B2 (ja) 画像処理装置
JP6222205B2 (ja) 画像処理装置
JP5796611B2 (ja) 画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび撮像システム
JPWO2018012524A1 (ja) 投影装置、投影方法および投影制御プログラム
JP2004364212A (ja) 物体撮影装置、物体撮影方法及び物体撮影プログラム
JP6625654B2 (ja) 投影装置、投影方法、および、プログラム
JP6079838B2 (ja) 画像処理装置、プログラム、画像処理方法および撮像システム
CN104320576B (zh) 一种用于便携式终端的图像处理方法及图像处理装置
CN111131689B (zh) 全景图像修复方法和系统
JP6439845B2 (ja) 画像処理装置