TWI736965B - 校準三維相機深度之方法、裝置、電腦裝置及存儲介質 - Google Patents

校準三維相機深度之方法、裝置、電腦裝置及存儲介質 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種校準三維相機深度之方法、裝置、電腦裝置及電腦存儲介質，所述方法為：獲取三維相機與校準平面之距離為標準距離時之第一相位值，得到用第一相位值表示之第一深度圖像；獲取三維相機與校準平面之距離為測試距離時之第二相位值，得到用第二相位值表示之第二深度圖像；截取第二深度圖像中平面物體圖像區域之相位值，刪除非平面物體圖像區域之相位值；根據平面物體圖像之相位值和第一深度圖像之相位值計算非平面物體圖像區域之預測相位值；根據預測相位值和平面物體圖像區域之相位值校準三維相機拍攝圖像之深度資訊。

Description

校準三維相機深度之方法、裝置、電腦裝置及存儲介質
本發明涉及三維相機校準領域，具體涉及一種校準三維相機深度之方法、校準三維相機深度之裝置、電腦裝置及電腦存儲介質。
三維相機能檢測出拍攝空間之景深距離，隨著機器視覺、自動駕駛等技術之逐步發展，採用三維相機進行物體識別、行為識別、場景建模之相關應用越來越多。三維相機通過測量光飛行時間來取得物體與相機之間之距離，具體而言就是通過三維相機向所述物體連續發射雷射脈衝，然後用感測器接收反射光線，通過探測雷射脈衝之往返時間來得到確切之目標物距離。然而，因為鐳射之速度非常快，通過直接測光飛行時間實現難度較大，一般通過檢測光波之相位偏移來實現所述物體與三維相機之間距離之測量。現有之三維相機在出廠之前要對相機之測量深度進行校準，現有之做法是通過不同之已知距離之待測圖像中之各相素點與三維相機之間之相位值來判斷三維相機對深度資訊之測量是否準確。但是在實際校準中，由於待測圖像大小之限制，當測試距離超過預設距離時，獲取之測試圖片之資訊會包含非平面資訊，例如會包含測試圖片以外之天花板、地面、相鄰牆面資訊，由於獲取之圖像資訊中包含了非平面資訊，造成三維相機獲取之深度資訊不準確，不能達到校準三維相機深度之畫素。
鑒於以上內容，有必要提出一種校準三維相機深度之方法及裝置、電腦裝置和電腦存儲介質，可以減少校準三維相機深度之過程中非平面圖像資訊對校準結果之影響。
本申請之第一方面提供一種校準三維相機深度之方法，所述方法包括：獲取待校準之三維相機與校準平面之距離為標準距離時各畫素點之第一相位值，得到使用所述第一相位值表示之第一深度圖像；獲取所述三維相機與所述校準平面之距離為測試距離時各畫素點之第二相位值，得到用所述第二相位值表示之第二深度圖像，所述第二深度圖像中包括平面物體圖像區域和非平面物體圖像區域；截取所述第二深度圖像中平面物體圖像區域畫素點之相位值，並刪除非平面物體圖像區域畫素點之相位值；根據所述平面物體圖像區域畫素點之相位值和所述第一深度圖像畫素點之相位值計算並輸出所述非平面物體圖像區域畫素點之預測相位值；根據非平面物體圖像區域畫素點之所述預測相位值和所述平面物體圖像區域畫素點之相位值校準所述三維相機拍攝圖像之深度資訊。
優選地，截取所述第二深度圖像中平面物體圖像區域畫素點之相位值之方法包括：在預設資料庫中查找與所述測試距離對應之平面物體圖像區域之畫素範圍，根據所述畫素範圍在第二深度圖像中將相同畫素範圍標記為平面物體圖像區域畫素點，並將所述第二深度圖像中平面物體圖像區域畫素點以外之畫素點標記為非平面物體圖像區域畫素點；其中，所述資料庫中存儲了不同測試距離時，深度圖像中平面物體圖像區域範圍。
優選地，所述根據所述平面物體圖像區域畫素點之相位值和第一深度圖像畫素點之相位值計算並輸出所述非平面物體圖像區域畫素點之預測相位值之方法包括：在第一深度圖像中查找與平面物體圖像區域畫素點位置相對應之畫素點之相位值；將平面物體圖像區域中各畫素點之相位值減去第一深度圖像中對應位置之各畫素點之相位值，得到由所述相位值之差值構成之差值相位資訊圖；將所述差值相位資訊圖中各畫素點之差值相位值分別除以所述差值相位資訊圖之幾何中心對應之相位值，得到由非平面物體圖像區域各畫素點之比值相位值構成之非平面物體圖像區域之比值相位資訊圖；根據所述非平面物體圖像區域中各畫素點之比值相位值採用預設之擬合算法擬合出第二深度圖像中非平面物體圖像區域中各畫素點之比值相位值；將所述非平面物體圖像區域之比值相位資訊進行逆運算，得到非平面物體圖像區域之預測相位值；整合並輸出所述非平面物體圖像區域之各畫素點之預測相位值與所述平面物體圖像區域中各畫素點之相位值。
優選地，根據所述非平面物體圖像區域中各畫素點之比值相位值採用預設之擬合算法擬合出第二深度圖像中非平面物體圖像區域中各畫素點之比值相位值之步驟包括：以所述比值相位資訊圖之幾何中心之畫素點作為原點座標，沿水平和豎直方向建立二維空間直角坐標系，其中，所述座標原點之比值相位值為1；沿所述直角坐標軸中心點原點座標分別沿橫、縱坐標軸向四個方向獲取非平面物體圖像區域內位於橫、縱坐標軸上之四組比值相位值數據；分別將非平面物體圖像區域內橫、縱坐標軸上比值相位值採用非線性擬合之方式擬合出非平面物體圖像區域內坐標軸上之比值相位值； 分別將非平面物體圖像區域中橫坐標中之每一點與非平面物體圖像區域中縱坐標中之每一點進行相乘運算，得到非平面物體圖像區域對應位置之比值相位值。
優選地，將所述非平面物體圖像區域之比值相位資訊進行逆運算，得到非平面物體圖像區域之預測相位值之步驟包括：將非平面物體圖像區域之各畫素點之比值相位值乘以所述差值相位資訊圖之幾何中心之差值相位值，得到非平面物體圖像區域中各畫素點之差值相位值；將所述非平面物體圖像區域中各畫素點之差值相位值加上所述第一深度圖像中非平面物體圖像區域中與所述非平面物體圖像區域對應位置之畫素點相位值，得到所述非平面物體圖像區域中各畫素點之預測相位值。
優選地，整合並輸出所述非平面物體圖像區域之各畫素點之預測相位值與所述平面物體圖像區域中各畫素點之相位值之方法包括：獲取所述非平面物體圖像區域中各畫素點之預測相位值，將所述預測相位值按照非平面物體圖像區域畫素點之位置對應存儲於所述第二深度圖像，其中所述校準後之第二深度圖像中包含平面物體圖像區域畫素點之相位值和非平面物體圖像區域畫素點之預測相位值，進而使用校準後之第二深度圖像中之相位值校正深度。
本申請之第二方面提供一種校準三維相機深度之裝置，所述裝置包括：第一獲取模組，用於獲取待校準之三維相機與校準平面之距離為標準距離時各畫素點之第一相位值，得到使用所述第一相位值表示之第一深度圖像；第二獲取模組，用於獲取所述三維相機與所述校準平面之距離為測試距離時各畫素點之第二相位值，得到用所述第二相位值表示之第二深度圖像，所述第二深度圖像中包括平面物體圖像區域和非平面物體圖像區域； 截取模組，用於截取所述第二深度圖像中平面物體圖像區域畫素點之相位值，並刪除非平面物體圖像區域畫素點之相位值；計算模組，用於根據所述平面物體圖像區域畫素點之相位值和所述第一深度圖像畫素點之相位值計算並輸出所述非平面物體圖像區域畫素點之預測相位值；校準模組，用於根據非平面物體圖像區域畫素點之所述預測相位值和所述平面物體圖像區域畫素點之相位值校準所述三維相機拍攝圖像之深度資訊。
本申請之協力廠商面提供一種電腦裝置，所述電腦裝置包括處理器，所述處理器用於執行記憶體中存儲之電腦程式時實現如前所述校準三維相機深度之方法。
本申請之第四方面提供一種電腦存儲介質，其上存儲有電腦程式，所述電腦程式被處理器執行時實現如前所述校準三維相機深度之方法。
本發明校準三維相機深度之方法根據所述待測圖片中非平面物體圖像區域之相位值利用數學方法計算出非平面物體圖像區域畫素點之相位值，通過非平面物體圖像區域和非平面物體圖像區域畫素點之相位值獲取測試圖像上各畫素點之深度資訊，利用所述深度資訊完成對所述三維相機深度之校準，使得三維相機之深度校準更加準確。
1:電腦裝置
2:三維相機
10:校準三維相機深度之裝置
20:記憶體
30:處理器
40:電腦程式
101:第一獲取模組
102:第二獲取模組
103:截取模組
104:計算模組
105:校準模組
圖1是本發明實施例一提供之校準三維相機深度之方法之應用環境架構示意圖。
圖2是本發明實施例一提供之校準三維相機深度之方法之應用場景示意圖。
圖3是本發明實施例二提供之校準三維相機深度之方法流程圖。
圖4是本發明實施例二提供之校準三維相機深度之比值深度資訊圖中直角坐標示意圖。
圖5是本發明實施例三提供之校準三維相機深度之裝置之結構示意圖。
圖6是本發明實施例四提供之電腦裝置示意圖。
為了能夠更清楚地理解本發明之上述畫素、特徵和優點，下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述。需要說明之是，在不衝突之情況下，本申請之實施例及實施例中之特徵可以相互組合。
在下面之描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明，所描述之實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部之實施例。基於本發明中之實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得之所有其他實施例，都屬於本發明保護之範圍。
除非另有定義，本文所使用之所有之技術和科學術語與屬於本發明之技術領域之技術人員通常理解之含義相同。本文中在本發明之說明書中所使用之術語只是為了描述具體之實施例之畫素，不是旨在於限制本發明。
實施例一
參閱圖1所示，為本發明實施例一提供之校準三維相機深度之方法之應用環境架構示意圖。
本發明中之校準三維相機深度之方法應用在電腦裝置1中，所述電腦裝置1和三維相機2通過網路建立通信連接。所述網路可以是有線網路，也可以是無線網路，例如無線電、無線保真(Wireless Fidelity,WIFI)、蜂窩、衛星、廣播等。
所述電腦裝置1可以為安裝有校準三維相機深度之軟體之電子設備，例如個人電腦、伺服器等，其中，所述伺服器可以是單一之伺服器、伺服器集群或雲伺服器等。
所述三維相機2用於獲取圖像之二維圖像資訊和深度資訊。
請一併參閱圖2，為本發明實施例一提供之校準三維相機深度之方法之應用場景示意圖。所述示意圖中，一牆面作為校準平面，所述牆面為材質一致之平面，三維相機距離所述牆面之間之距離為測試距離，所述測試距離可以在一預設範圍內調整，所述三維相機用於拍攝所述牆面，生成深度圖像，所述深度圖像用於校準所述三維相機之準確性，所述三維相機之具體校準方法參實施例二。
實施例二
請參閱圖3所示，是本發明第二實施例提供之校準三維相機深度之方法之流程圖。根據不同之需求，所述流程圖中步驟之順序可以改變，某些步驟可以省略。
步驟S1、獲取待校準之三維相機與校準平面之距離為標準距離時各畫素點之第一相位值，得到使用所述第一相位值表示之第一深度圖像。
所述校準平面是材質或反射率一致之平面。所述標準距離為三維相機與所述校準平面之間之距離。當所述三維相機與所述校準平面為標準距離時，所述三維相機獲取到之圖像中僅包含平面物體圖像區域，不包含非平面圖像區域，所述非平面物體圖像區域為與所述標準平面相鄰之牆面、天花、地板等。
如表1所示為三維相機獲取了距離校準平面為0.6米時之第一深度圖像中之部分畫素相位值，表中之數值為第一深度圖像中各畫素點之相位值。
Figure 108131443-A0305-02-0009-1
Figure 108131443-A0305-02-0010-2
步驟S2、獲取所述三維相機與所述校準平面之距離為測試距離時各畫素點之第二相位值，得到用所述第二相位值表示之第二深度圖像，所述第二深度圖像中包括平面物體圖像區域和非平面物體圖像區域。
所述測試距離為三維相機與校準平面之間之距離。在一實施方式中，所述測試距離可以根據三維相機之所要校準之拍攝距離調整為0.6米到3.5米之間之任意距離。對於相同之校準平面，當測試距離超過一預設距離時，獲取到之第二深度圖像中會包含校準平面之平面物體圖像區域和與校準平面所在平面相鄰之牆面、天花板、地面等其他非平面物體圖像區域。
在本發明一實施方式中，所述三維相機所要校準之測試距離為1.2米。當測試距離為1.2米是獲取之第二深度圖像中包含了校準平面之平面圖像區域和與校準平面所在平面相鄰之牆面、天花板、地面等其他非平面物體圖像區域。所述三維相機獲取了距離校準平面為1.2米時之第二深度圖像中之各畫素相位值，如表2所示第二深度圖像部分畫素之相位值。
Figure 108131443-A0305-02-0010-3
Figure 108131443-A0305-02-0011-4
步驟S3、截取所述第二深度圖像中平面物體圖像區域畫素點之相位值，並刪除非平面物體圖像區域畫素點之相位值。
在本發明一實施方式中，截取所述第二深度圖像中平面物體圖像區域畫素點之相位值之方法可以包括：在預設資料庫中查找與所述測試距離對應之平面物體圖像區域之畫素範圍，根據所述畫素範圍在第二深度圖像中將相同畫素範圍標記為平面物體圖像區域畫素點，並將所述第二深度圖像中平面物體圖像區域畫素點以外之畫素點標記為非平面物體圖像區域畫素點；其中，所述資料庫中存儲了不同測試距離時，深度圖像中平面物體圖像區域範圍。
舉例而言，例如當測量距離為1.2米時，在資料庫中查找測量距離為1.2米對應之平面物體圖像區域之範圍為200×300,以第二深度圖像之幾何中心分別向上下左右四個方向按照所述平面物體圖像區域之範圍查找所述平面物體圖像區域畫素點之相位值，並刪除非平面物體圖像區域畫素點之相位值，由此得到如表3所示之第二深度圖像中之平面物體圖像區域之部分畫素之相位值，由於一張深度圖像中畫素點數量巨大，為了方便說明，本實施例表格中僅截取包括平面物體圖像區域和非平面物體圖像區域之部分畫素值作為舉例說明。表3中之空格區域表示已經刪除掉相位值之非平面物體圖像區域之畫素點之位置，所述平面物體圖像區域即為校準平面所在平面之部分，
Figure 108131443-A0305-02-0011-5
Figure 108131443-A0305-02-0012-6
步驟S4、根據所述平面物體圖像區域畫素點之相位值和所述第一深度圖像畫素點之相位值計算並輸出所述非平面物體圖像區域畫素點之預測相位值。
在本發明一實施方式中，所述根據所述平面物體圖像區域畫素點之相位值和第一深度圖像畫素點之相位值計算並輸出所述非平面物體圖像區域畫素點之預測相位值可以包括：在第一深度圖像中查找與平面物體圖像區域畫素點位置相對應之畫素點之相位值。
將平面物體圖像區域中各畫素點之相位值減去第一深度圖像中對應位置之各畫素點之相位值，得到由所述相位值之差值構成之差值相位資訊圖，例如將表3中之相位值減去表1中對應區域之相位值，得到表4由所述相位值之差值構成之部分差值相位資訊圖。
Figure 108131443-A0305-02-0012-7
將所述差值相位資訊圖中各畫素點之差值相位值分別除以所述差值相位資訊圖之幾何中心對應之相位值，得到由非平面物體圖像區域各畫素點之比值相位值構成之非平面物體圖像區域之比值相位資訊圖。如表4所示所述 差值相位資訊圖之幾何中心對應之相位值為602，將表中其他畫素點之相位值分別除以幾何中心對應之相位值602，得到如表5所示之部分畫素之比值相位資訊圖。
Figure 108131443-A0305-02-0013-8
根據所述非平面物體圖像區域中各畫素點之比值相位值採用預設之擬合算法擬合出第二深度圖像中非平面物體圖像區域中各畫素點之比值相位值。
其中，根據所述非平面物體圖像區域中各畫素點之比值相位值採用預設之擬合算法擬合出第二深度圖像中非平面物體圖像區域中各畫素點之比值相位值之步驟可以包括：以所述比值相位資訊圖之幾何中心之畫素點作為原點座標，沿水平和豎直方向建立二維空間直角坐標系，如圖4是校準三維相機深度之比值深度資訊圖中直角坐標示意圖所示，其中，所述座標原點之比值相位值為1。沿所述直角坐標軸中心點原點座標分別沿橫、縱坐標軸向四個方向獲取非平面物體圖像區域內位於橫、縱坐標軸上之四組比值相位值分別為{1.11628,1.10631,1.09967,1},{1,1.08970,1.09302,1.10133},{1.02326,1.01661,1.01495,1},{1,1.02658,1.02658,1.03821}，分別選取這四組資料採用非線性擬合之方式，擬合出非平面物體圖像區域圖像中橫縱坐標位置之比值相位，如表6所示，是擬合出來之非平面物體圖像區域中橫縱坐標位置部分畫素點之相位值，表6中 加粗部分之相位值為橫縱坐標軸上之比值相位值。
Figure 108131443-A0305-02-0014-9
分別將非平面物體圖像區域中橫坐標中之每一點與非平面物體圖像區域中縱坐標中之每一點進行相乘運算，得到非平面物體圖像區域對應位置之比值相位值。如表7所示表中加粗部分之相位值為利用非平面物體圖像區域中橫坐標中之每一點與非平面物體圖像區域中縱坐標中之每一點進行相乘運算得到之所述非平面物體圖像區域之比值相位值。
Figure 108131443-A0305-02-0014-11
Figure 108131443-A0305-02-0015-12
將所述非平面物體圖像區域之比值相位資訊進行逆運算，得到非平面物體圖像區域之預測相位值。
其中，將所述非平面物體圖像區域之比值相位資訊進行逆運算，得到非平面物體圖像區域之預測相位值之步驟可以包括：將非平面物體圖像區域之各畫素點之比值相位值乘以所述差值相位資訊圖之幾何中心之差值相位值，得到非平面物體圖像區域中各畫素點之差值相位值。例如將表7中各畫素點之相位值分別乘以如表4所述差值相位資訊圖之幾何中心之差值相位值602，得到非平面物體圖像區域中各畫素點之差值相位值；將所述非平面物體圖像區域中各畫素點之差值相位值加上所述第一深度圖像與所述非平面物體圖像區域對應位置之畫素點相位值，得到所述非平面物體圖像區域中各畫素點之預測相位值。
整合並輸出所述非平面物體圖像區域之各畫素點之預測相位值與所述平面物體圖像區域中各畫素點之相位值。獲取所述非平面物體圖像區域中各畫素點之預測相位值，將所述預測相位值按照非平面物體圖像區域畫素點之位置對應存儲於所述第二深度圖像，其中所述校準後之第二深度圖像中包含平 面物體圖像區域畫素點之相位值和非平面物體圖像區域畫素點之預測相位值，進而使用校準後之第二深度圖像中之相位值校正深度。如表8所示，所述校準後之第二深度圖像中部分畫素點之相位值，其中所述校準後之第二深度圖像中包含平面物體圖像區域畫素點之相位值和非平面物體圖像區域畫素點之預測相位值。如表8中所示，黑色加粗部分之數位是非平面物體圖像區域畫素點之預測相位值在，中間區域未加粗之數位是平面物體圖像區域畫素點之相位值。
Figure 108131443-A0305-02-0016-13
步驟S5、根據非平面物體圖像區域畫素點之所述預測相位值和所述平面物體圖像區域畫素點之相位值校準所述三維相機拍攝圖像之深度資訊。
在本發明一實施方式中，根據預測第二深度圖像中非平面物體圖像區域畫素點之所述預測相位值和所述平面物體圖像區域畫素點之相位值如表8所示，根據所述相位值，利用三維相機相位值和深度值之對應關係得到所 述三維相機拍攝圖像之深度資訊。所述根據三維相機相位值和深度值之對應關係為現有技術，在此不再贅述。
上述圖3詳細介紹了本發明之校準三維相機深度之方法，下面結合第5-6圖，對實現所述校準三維相機深度之方法之軟體裝置之功能模組以及實現所述校準三維相機深度之方法之硬體裝置架構進行介紹。
應所述瞭解，所述實施例僅為說明之用，在專利申請範圍上並不受此結構之限制。
實施例三
圖5為本發明校準三維相機深度之裝置較佳實施例之結構圖。
在一些實施例中，校準三維相機深度之裝置10運行於電腦裝置中。所述電腦裝置通過網路連接了多個使用者終端。所述校準三維相機深度之裝置10可以包括多個由程式碼段所組成之功能模組。所述校準三維相機深度之裝置10中之各個程式段之程式碼可以存儲於電腦裝置之記憶體中，並由所述至少一個處理器所執行，以實現校準三維相機深度之功能。
本實施例中，所述校準三維相機深度之裝置10根據其所執行之功能，可以被劃分為多個功能模組。參閱圖5所示，所述功能模組可以包括：第一獲取模組101、第二獲取模組102、截取模組103、計算模組104、校準模組105。本發明所稱之模組是指一種能夠被至少一個處理器所執行並且能夠完成同定功能之一系列電腦程式段，其存儲在記憶體中。在本實施例中，關於各模組之功能將在後續之實施例中詳述。
第一獲取模組101，用於獲取待校準之三維相機與校準平面之距離為標準距離時各畫素點之第一相位值，得到使用所述第一相位值表示之第一深度圖像。
所述校準平面是材質或反射率一致之平面。所述標準距離為三維相機與所述校準平面之間之距離。當所述三維相機與所述校準平面為標準距離時，所述三維相機獲取到之圖像中僅包含平面物體圖像區域，不包含非平面圖 像區域，所述非平面物體圖像區域為與所述標準平面相鄰之牆面、天花、地板等。
如表1所示為三維相機獲取了距離校準平面為0.6米時之第一深度圖像中之部分畫素相位值，表中之數值為第一深度圖像中各畫素點之相位值。
第二獲取模組102，用於獲取所述三維相機與所述校準平面之距離為測試距離時各畫素點之第二相位值，得到用所述第二相位值表示之第二深度圖像，所述第二深度圖像中包括平面物體圖像區域和非平面物體圖像區域。
所述測試距離為三維相機與校準平面之間之距離。在一實施方式中，所述測試距離可以根據三維相機之所要校準之拍攝距離調整為0.6米到3.5米之間之任意距離。對於相同之校準平面，當測試距離超過一預設距離時，獲取到之第二深度圖像中會包含校準平面之平面物體圖像區域和與校準平面所在平面相鄰之牆面、天花板、地面等其他非平面物體圖像區域。
在本發明一實施方式中，所述三維相機所要校準之測試距離為1.2米。當測試距離為1.2米是獲取之第二深度圖像中包含了校準平面之平面圖像區域和與校準平面所在平面相鄰之牆面、天花板、地面等其他非平面物體圖像區域。所述三維相機獲取了距離校準平面為1.2米時之第二深度圖像中之各畫素相位值，如表2所示第二深度圖像部分畫素之相位值。
截取模組103，用於截取所述第二深度圖像中平面物體圖像區域畫素點之相位值，並刪除非平面物體圖像區域畫素點之相位值。
在本發明一實施方式中，截取所述第二深度圖像中平面物體圖像區域畫素點之相位值之方法可以包括：在預設資料庫中查找與所述測試距離對應之平面物體圖像區域之畫素範圍，根據所述畫素範圍在第二深度圖像中將相同畫素範圍標記為平面物體圖像區域畫素點，並將所述第二深度圖像中平面物體圖像區域畫素點以外之畫素點標記為非平面物體圖像區域畫素點； 其中，所述資料庫中存儲了不同測試距離時，深度圖像中平面物體圖像區域範圍。
舉例而言，例如當測量距離為1.2米時，在資料庫中查找測量距離為1.2米對應之平面物體圖像區域之範圍為200×300，以第二深度圖像之幾何中心分別向上下左右四個方向按照所述平面物體圖像區域之範圍查找所述平面物體圖像區域畫素點之相位值，並刪除非平面物體圖像區域畫素點之相位值，由此得到如表3所示之第二深度圖像中之平面物體圖像區域之部分畫素之相位值，由於一張深度圖像中畫素點數量巨大，為了方便說明，本實施例表格中僅截取包括平面物體圖像區域和非平面物體圖像區域之部分畫素值作為舉例說明。表3中之空格區域表示已經刪除掉相位值之非平面物體圖像區域之畫素點之位置，所述平面物體圖像區域即為校準平面所在平面之部分。
計算模組104，用於根據所述平面物體圖像區域畫素點之相位值和第一深度圖像畫素點之相位值計算並輸出所述非平面物體圖像區域畫素點之預測相位值。
在本發明一實施方式中，所述根據所述平面物體圖像區域畫素點之相位值和第一深度圖像畫素點之相位值計算並輸出所述非平面物體圖像區域畫素點之預測相位值可以包括：在第一深度圖像中查找與平面物體圖像區域畫素點位置相對應之畫素點之相位值。
將平面物體圖像區域中各畫素點之相位值減去第一深度圖像中對應位置之各畫素點之相位值，得到由所述相位值之差值構成之差值相位資訊圖，例如將表3中之相位值減去表1中對應區域之相位值，得到表4由所述相位值之差值構成之部分差值相位資訊圖。
將所述差值相位資訊圖中各畫素點之差值相位值分別除以所述差值相位資訊圖之幾何中心對應之相位值，得到由非平面物體圖像區域各畫素點之比值相位值構成之非平面物體圖像區域之比值相位資訊圖。如表4所示所述 差值相位資訊圖之幾何中心對應之相位值為602，將表中其他畫素點之相位值分別除以幾何中心對應之相位值602，得到如表5所示之部分畫素之比值相位資訊圖。
根據所述非平面物體圖像區域中各畫素點之比值相位值採用預設之擬合算法擬合出第二深度圖像中非平面物體圖像區域中各畫素點之比值相位值。
其中，根據所述非平面物體圖像區域中各畫素點之比值相位值採用預設之擬合算法擬合出第二深度圖像中非平面物體圖像區域中各畫素點之比值相位值之步驟可以包括：以所述比值相位資訊圖之幾何中心之畫素點作為原點座標，沿水平和豎直方向建立二維空間直角坐標系，如圖4是校準三維相機深度之比值深度資訊圖中直角坐標示意圖所示，其中，所述座標原點之比值相位值為1。沿所述直角坐標軸中心點原點座標分別沿橫、縱坐標軸向四個方向獲取非平面物體圖像區域內位於橫、縱坐標軸上之四組比值相位值分別為{1.11628,1.10631,1.09967,1},{1,1.08970,1.09302,1.10133},{1.02326,1.01661,1.01495,1},{1,1.02658,1.02658,1.03821}，分別選取這四組資料採用非線性擬合之方式，擬合出非平面物體圖像區域圖像中橫縱坐標位置之比值相位，如表6所示，是擬合出來之非平面物體圖像區域中橫縱坐標位置部分畫素點之相位值，表6中加粗部分之相位值為橫縱坐標軸上之比值相位值。
分別將非平面物體圖像區域中橫坐標中之每一點與非平面物體圖像區域中縱坐標中之每一點進行相乘運算，得到非平面物體圖像區域對應位置之比值相位值。如表7所示表中加粗部分之相位值為利用非平面物體圖像區域中橫坐標中之每一點與非平面物體圖像區域中縱坐標中之每一點進行相乘運算得到之非所述非平面物體圖像區域之比值相位值。
將所述非平面物體圖像區域之比值相位資訊進行逆運算，得到非平面物體圖像區域之預測相位值。
其中，將所述非平面物體圖像區域之比值相位資訊進行逆運算，得到非平面物體圖像區域之預測相位值之步驟可以包括：將非平面物體圖像區域之各畫素點之比值相位值乘以所述差值相位資訊圖之幾何中心之差值相位值，得到非平面物體圖像區域中各畫素點之差值相位值。例如將表7中各畫素點之相位值分別乘以如表4所述差值相位資訊圖之幾何中心之差值相位值602，得到非平面物體圖像區域中各畫素點之差值相位值；將所述非平面物體圖像區域中各畫素點之差值相位值加上所述第一深度圖像與所述非平面物體圖像區域對應位置之畫素點相位值，得到所述非平面物體圖像區域中各畫素點之預測相位值。
整合並輸出所述非平面物體圖像區域之各畫素點之預測相位值與所述平面物體圖像區域中各畫素點之相位值。獲取所述非平面物體圖像區域中各畫素點之預測相位值，將所述預測相位值按照非平面物體圖像區域畫素點之位置對應存儲於所述第二深度圖像，其中所述校準後之第二深度圖像中包含平面物體圖像區域畫素點之相位值和非平面物體圖像區域畫素點之預測相位值，進而使用校準後之第二深度圖像中之相位值校正深度。如表8所示，所述校準後之第二深度圖像中部分畫素點之相位值，其中所述校準後之第二深度圖像中包含平面物體圖像區域畫素點之相位值和非平面物體圖像區域畫素點之預測相位值。如表8中所示，黑色加粗部分之數位是非平面物體圖像區域畫素點之預測相位值在，中間區域未加粗之數位是平面物體圖像區域畫素點之相位值。
校準模組105，用於根據非平面物體圖像區域畫素點之所述預測相位值和所述平面物體圖像區域畫素點之相位值校準所述三維相機拍攝圖像之深度資訊。
在本發明一實施方式中，根據預測第二深度圖像中非平面物體圖像區域畫素點之所述預測相位值和所述平面物體圖像區域畫素點之相位值如表8所示，根據所述相位值，利用三維相機相位值和深度值之對應關係得到所 述三維相機拍攝圖像之深度資訊。所述根據三維相機相位值和深度值之對應關係為現有技術，在此不再贅述。
實施例四
圖6為本發明電腦裝置較佳實施例之示意圖。
所述電腦裝置1包括記憶體20、處理器30以及存儲在所述記憶體20中並可在所述處理器30上運行之電腦程式40，例如校準三維相機深度之程式。所述處理器30執行所述電腦程式40時實現上述校準三維相機深度之方法實施例中之步驟，例如圖3所示之步驟S1~S5。或者，所述處理器30執行所述電腦程式40時實現上述校準三維相機深度之裝置實施例中各模組/單元之功能，例如圖5中之單元101-105。
示例性之，所述電腦程式40可以被分割成一個或多個模組/單元，所述一個或者多個模組/單元被存儲在所述記憶體20中，並由所述處理器30執行，以完成本發明。所述一個或多個模組/單元可以是能夠完成特定功能之一系列電腦程式指令段，所述指令段用於描述所述電腦程式40在所述電腦裝置1中之執行過程。例如，所述電腦程式40可以被分割成圖5中之第一獲取模組101、第二獲取模組102、截取模組103、計算模組104、校準模組105。
所述電腦裝置1可以是桌上型電腦、筆記本、掌上型電腦及雲端伺服器等計算設備。本領域技術人員可以理解，所述示意圖僅僅是電腦裝置1之示例，並不構成對電腦裝置1之限定，可以包括比圖示更多或更少之部件，或者組合某些部件，或者不同之部件，例如所述電腦裝置1還可以包括輸入輸出設備、網路接入設備、匯流排等。
所稱處理器30可以是中央處理單元(Central Processing Unit,CPU)，還可以是其他通用處理器、數位訊號處理器(Digital Signal Processor,DSP)、專用積體電路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、現成可程式設計閘陣列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可程式設計邏輯器件、分立門或者電晶體邏輯器件、分立硬體元件等。通用處理器可以是微處理 器或者所述處理器30也可以是任何常規之處理器等，所述處理器30是所述電腦裝置1之控制中心，利用各種介面和線路連接整個電腦裝置1之各個部分。
所述記憶體20可用於存儲所述電腦程式40和/或模組/單元，所述處理器30通過運行或執行存儲在所述記憶體20內之電腦程式和/或模組/單元，以及調用存儲在記憶體20內之資料，實現所述電腦裝置1之各種功能。所述記憶體20可主要包括存儲程式區和存儲資料區，其中，存儲程式區可存儲作業系統、至少一個功能所需之應用程式(比如聲音播放功能、圖像播放功能等)等；存儲資料區可存儲根據電腦裝置1之使用所創建之資料(比如音訊資料、電話本等)等。此外，記憶體20可以包括高速隨機存取記憶體，還可以包括非易失性記憶體，例如硬碟、記憶體、插接式硬碟，智慧存儲卡(Smart Media Card,SMC)，安全數位(Secure Digital,SD)卡，快閃記憶體卡(Flash Card)、至少一個磁碟記憶體件、快閃記憶體器件、或其他易失性固態記憶體件。
所述電腦裝置1集成之模組/單元如果以軟體功能單元之形式實現並作為獨立之產品銷售或使用時，可以存儲在一個電腦可讀取存儲介質中。基於這樣之理解，本發明實現上述實施例方法中之全部或部分流程，也可以通過電腦程式來指令相關之硬體來完成，所述之電腦程式可存儲於一電腦可讀存儲介質中，所述電腦程式在被處理器執行時，可實現上述各個方法實施例之步驟。其中，所述電腦程式包括電腦程式代碼，所述電腦程式代碼可以為原始程式碼形式、物件代碼形式、可執行檔或某些中間形式等。所述電腦可讀介質可以包括：能夠攜帶所述電腦程式代碼之任何實體或裝置、記錄介質、U盤、移動硬碟、磁碟、光碟、電腦記憶體、唯讀記憶體(ROM,Read-Only Memory)、隨機存取記憶體(RAM,Random Access Memory)、電載波信號、電信信號以及軟體分發介質等。需要說明之是，所述電腦可讀介質包含之內容可以根據司法管轄區內立法和專利實踐之要求進行適當之增減，例如在某些司法管轄區，根據立法和專利實踐，電腦可讀介質不包括電載波信號和電信信號。
在本發明所提供之幾個實施例中，應所述理解到，所揭露之電腦裝置和方法，可以通過其它之方式實現。例如，以上所描述之電腦裝置實施例僅僅是示意性之，例如，所述單元之劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外之劃分方式。
另外，在本發明各個實施例中之各功能單元可以集成在相同處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在相同單元中。上述集成之單元既可以採用硬體之形式實現，也可以採用硬體加軟體功能模組之形式實現。
對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例之細節，而且在不背離本發明之精神或基本特徵之情況下，能夠以其他之具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性之，而且是非限制性之，本發明之範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求之等同要件之含義和範圍內之所有變化涵括在本發明內。不應將權利要求中之任何附圖標記視為限制所涉及之權利要求。此外，顯然“包括”一詞不排除其他單元或步驟，單數不排除複數。電腦裝置權利要求中陳述之多個單元或電腦裝置也可以由同一個單元或電腦裝置通過軟體或者硬體來實現。第一，第二等詞語用來表示名稱，而並不表示任何特定之順序。
最後應說明之是，以上實施例僅用以說明本發明之技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域之普通技術人員應當理解，可以對本發明之技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案之精神和範圍。

Claims (8)

  1. 一種校準三維相機深度之方法，所述方法包括：獲取待校準之三維相機與校準平面之距離為標準距離時各畫素點之第一相位值，得到使用所述第一相位值表示之第一深度圖像；獲取所述三維相機與所述校準平面之距離為測試距離時各畫素點之第二相位值，得到用所述第二相位值表示之第二深度圖像，所述第二深度圖像中包括平面物體圖像區域和非平面物體圖像區域；截取所述第二深度圖像中平面物體圖像區域畫素點之相位值，並刪除非平面物體圖像區域畫素點之相位值；根據所述平面物體圖像區域畫素點之相位值和所述第一深度圖像畫素點之相位值計算並輸出所述非平面物體圖像區域畫素點之預測相位值，其中，所述根據所述平面物體圖像區域畫素點之相位值和第一深度圖像畫素點之相位值計算並輸出所述非平面物體圖像區域畫素點之預測相位值之方法包括：在第一深度圖像中查找與平面物體圖像區域畫素點位置相對應之畫素點之相位值；將平面物體圖像區域中各畫素點之相位值減去第一深度圖像中對應位置之各畫素點之相位值，得到由所述相位值之差值構成之差值相位資訊圖；將所述差值相位資訊圖中各畫素點之差值相位值分別除以所述差值相位資訊圖之幾何中心對應之相位值，得到由非平面物體圖像區域各畫素點之比值相位值構成之非平面物體圖像區域之比值相位資訊圖；根據所述非平面物體圖像區域中各畫素點之比值相位值採用預設之擬合算法擬合出第二深度圖像中非平面物體圖像區域中各畫素點之比值相位值；將所述非平面物體圖像區域之比值相位資訊進行逆運算，得到非平面物體圖像區域之預測相位值； 整合並輸出所述非平面物體圖像區域之各畫素點之預測相位值與所述平面物體圖像區域中各畫素點之相位值；根據非平面物體圖像區域畫素點之所述預測相位值和所述平面物體圖像區域畫素點之相位值校準所述三維相機拍攝圖像之深度資訊。
  2. 如請求項1所述之校準三維相機深度之方法，其中，截取所述第二深度圖像中平面物體圖像區域畫素點之相位值之方法包括：在預設資料庫中查找與所述測試距離對應之平面物體圖像區域之畫素範圍，根據所述畫素範圍在第二深度圖像中將相同畫素範圍標記為平面物體圖像區域畫素點，並將所述第二深度圖像中平面物體圖像區域畫素點以外之畫素點標記為非平面物體圖像區域畫素點；其中，所述資料庫中存儲了不同測試距離時，深度圖像中平面物體圖像區域範圍。
  3. 如請求項1所述之校準三維相機深度之方法，其中，根據所述非平面物體圖像區域中各畫素點之比值相位值採用預設之擬合算法擬合出第二深度圖像中非平面物體圖像區域中各畫素點之比值相位值之步驟包括：以所述比值相位資訊圖之幾何中心之畫素點作為原點座標，沿水平和豎直方向建立二維空間直角坐標系，其中，所述座標原點之比值相位值為1；沿所述直角坐標軸中心點原點座標分別沿橫、縱坐標軸向四個方向獲取非平面物體圖像區域內位於橫、縱坐標軸上之四組比值相位值數據；分別將非平面物體圖像區域內橫、縱坐標軸上比值相位值採用非線性擬合之方式擬合出非平面物體圖像區域內坐標軸上之比值相位值；分別將非平面物體圖像區域中橫坐標中之每一點與非平面物體圖像區域中縱坐標中之每一點進行相乘運算，得到非平面物體圖像區域對應位置之比值相位值。
  4. 如請求項3所述之校準三維相機深度之方法，其中，將所述非平面物體圖像區域之比值相位資訊進行逆運算，得到非平面物體圖像區域之預測相位值之步驟包括：將非平面物體圖像區域之各畫素點之比值相位值乘以所述差值相位資訊圖之幾何中心之差值相位值，得到非平面物體圖像區域中各畫素點之差值相位值；將所述非平面物體圖像區域中各畫素點之差值相位值加上所述第一深度圖像中非平面物體圖像區域中與所述非平面物體圖像區域對應位置之畫素點相位值，得到所述非平面物體圖像區域中各畫素點之預測相位值。
  5. 如請求項1所述之校準三維相機深度之方法，其中，整合並輸出所述非平面物體圖像區域之各畫素點之預測相位值與所述平面物體圖像區域中各畫素點之相位值之方法包括：獲取所述非平面物體圖像區域中各畫素點之預測相位值，將所述預測相位值按照非平面物體圖像區域畫素點之位置對應存儲於所述第二深度圖像，其中所述校準後之第二深度圖像中包含平面物體圖像區域畫素點之相位值和非平面物體圖像區域畫素點之預測相位值，進而使用校準後之第二深度圖像中之相位值校正深度。
  6. 一種校準三維相機深度裝置，所述裝置包括：第一獲取模組，用於獲取待校準之三維相機與校準平面之距離為標準距離時各畫素點之第一相位值，得到使用所述第一相位值表示之第一深度圖像；第二獲取模組，用於獲取所述三維相機與所述校準平面之距離為測試距離時各畫素點之第二相位值，得到用所述第二相位值表示之第二深度圖像，所述第二深度圖像中包括平面物體圖像區域和非平面物體圖像區域；截取模組，用於截取所述第二深度圖像中平面物體圖像區域畫素點之相位 值，並刪除非平面物體圖像區域畫素點之相位值；計算模組，用於根據所述平面物體圖像區域畫素點之相位值和所述第一深度圖像畫素點之相位值計算並輸出所述非平面物體圖像區域畫素點之預測相位值，其中，根據所述平面物體圖像區域畫素點之相位值和第一深度圖像畫素點之相位值計算並輸出所述非平面物體圖像區域畫素點之預測相位值之方法包括：在第一深度圖像中查找與平面物體圖像區域畫素點位置相對應之畫素點之相位值；將平面物體圖像區域中各畫素點之相位值減去第一深度圖像中對應位置之各畫素點之相位值，得到由所述相位值之差值構成之差值相位資訊圖；將所述差值相位資訊圖中各畫素點之差值相位值分別除以所述差值相位資訊圖之幾何中心對應之相位值，得到由非平面物體圖像區域各畫素點之比值相位值構成之非平面物體圖像區域之比值相位資訊圖；根據所述非平面物體圖像區域中各畫素點之比值相位值採用預設之擬合算法擬合出第二深度圖像中非平面物體圖像區域中各畫素點之比值相位值；將所述非平面物體圖像區域之比值相位資訊進行逆運算，得到非平面物體圖像區域之預測相位值；整合並輸出所述非平面物體圖像區域之各畫素點之預測相位值與所述平面物體圖像區域中各畫素點之相位值；校準模組，用於根據非平面物體圖像區域畫素點之所述預測相位值和所述平面物體圖像區域畫素點之相位值校準所述三維相機拍攝圖像之深度資訊。
  7. 一種電腦裝置，其中所述電腦裝置包括處理器及記憶體，所述處理器用於執行記憶體中存儲之電腦程式時實現如請求項1-5任一項所述之校準三維相機深度之方法。
  8. 一種電腦存儲介質，其上存儲有電腦程式，其中所述電腦程式被處理器執行時實現如請求項1-5中任一項所述之校準三維相機深度之方法。
TW108131443A 2019-08-27 2019-08-30 校準三維相機深度之方法、裝置、電腦裝置及存儲介質 TWI736965B (zh)

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