[发明专利]一种彩色深度图像的获取方法、获取设备

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种彩色深度图像的获取方法、获取设备。

背景技术

随着科学技术和人类认识世界需求的不断发展，传统的机器视觉已经不能满足人们对于三维物体识别的要求。与灰度图像相比，深度图像具有物体三维特征信息，即深度信息。由于深度图像不受光源照射方向及物体表面的发射特性的影响，而且不存在阴影，所以可以更准确地表现物体目标表面的三维深度信息。

使用LIDAR(Light Detection And Ranging，即激光探测与测量)、激光束扫描、激光线扫描技术获取的3D点云(3D图像)数据，具有可测量范围大，数据精度高的特点。但是无色彩信息，帧数低，一般为数帧，不能获得彩色深度图像，因而不能基于3D点云进行物品、人体等目标识别。

使用RGB-D(彩色-深度)相机可以直接获取RGB-D图像，帧数高，一般为数十帧，高频可以达到上百帧。与激光线、激光束扫描技术相比，其测量距离范围较小。例如激光线束保证精度可达到200米，RGB-D相机只能达到10米，而RGB-D相机在10-100米，100米-200米范围的深度信息会有较多的数据缺失，精度较低。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种彩色深度图像的获取方法、获取设备，能够将具有较高精度的第一深度数据赋值于彩色图像中，得到具有较高深度精度的彩色深度图像。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种彩色深度图像的获取方法，该获取方法包括：采集目标区域的第一深度数据以及包含第二深度数据的彩色图像；其中，第一深度数据的精度大于第二深度数据；将第一深度数据与第二深度数据进行配准；利用配准结果，将第一深度数据作为彩色图像的深度值，以得到目标区域的彩色深度图像。

其中，第一深度数据为3D点云，包含第二深度数据的彩色图像为RGB-D图像；将第一深度数据与第二深度数据进行配准，包括：将3D点云中深度值低于预设深度范围的像素点形成的第一深度区域与RGB-D图像中与第一深度区域匹配的第二深度区域进行像素配准；根据第一区域和第二区域之间的像素配准关系，采用图像处理算法，实现3D点云除第一深度区域外的第三深度区域与RGB-D图像除第二深度区域外的第四深度区域之间的像素配准。

其中，将3D点云中深度值低于预设深度范围的像素点形成的第一深度区域与RGB-D图像中与第一深度区域匹配的第二深度区域进行像素配准，包括：遍历3D点云中各像素的深度值，确定深度值在预设深度范围内的至少一个第一像素点；在RGB-D图像中搜索与第一像素点的深度值相匹配的第二像素点；将相邻第二像素点形成的第二深度区域的深度数据与相邻第一像素点形成的第一深度区域的深度数据进行比较，若其深度差小于预设第一深度差值，则确定第二深度区域与第一深度区域匹配，且第一深度区域的第一像素点与第二深度区域对应的第二像素点一一配准。

其中，利用配准结果，将第一深度数据作为彩色图像的深度值，以得到目标区域的彩色深度图像，包括：根据第三深度区域与第四深度区域之间的像素配准关系，将3D点云的第三深度区域的深度数据对应赋值于RGB-D图像的第四深度区域，以得到目标区域的彩色深度图像。

其中，利用配准结果，将第一深度数据作为彩色图像的深度值，以得到目标区域的彩色深度图像，还包括：根据第一深度区域与第二深度区域之间的像素配准关系，将RGB-D图像的第二深度区域中缺失深度值的像素利用3D点云进行补全。

其中，利用配准结果，将第一深度数据作为彩色图像的深度值，以得到目标区域的彩色深度图像，还包括：根据第一深度区域与第二深度区域之间的像素配准关系，将RGB-D图像的第二深度区域中深度值精度较低的像素利用3D点云进行修正；其中，深度值精度较低的像素是指像素深度值，和与之配准的在3D点云中的像素的深度值的差值大于预设第二深度差值。

其中，还包括：利用插值算法对彩色图像缺失深度值的像素进行深度值补全。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种彩色深度图像的获取装置，该获取装置包括：采集器，用于采集目标区域的第一深度数据以及包含第二深度数据的彩色图像；其中，第一深度数据的精度大于第二深度数据；处理器，用于将第一深度数据与第二深度数据进行配准；以及利用配准结果，将第一深度数据作为彩色图像的深度值，以得到目标区域的彩色深度图像。