[发明专利]深度成像系统及其温度误差校正方法

说明书

本申请提供一种深度成像系统及温度误差校正方法，该方法包括：获取第一参考结构光图像与目标结构光图像；对所述第一参考结构光图像与所述目标结构光图像进行匹配计算以获取对应像素对；基于所述像素对以及温度误差补偿模型进行温度误差校正，并获取第二参考结构光图像；利用所述第二参考结构光图像与所述目标结构光图像进行深度计算以获取深度图像。通过如上深度成像系统及温度误差校正方法，可以实现参考结构光的误差校正，进而实现对深度测量的误差校正，最终提高深度成像系统的测量精度；同时不需要用额外的温度传感器测量当前温度，有利于精简深度成像系统的结构。

技术领域

本发明涉及光学及电子技术领域，尤其涉及一种深度成像系统及其温度误差校正方法。

背景技术

结构光深度成像系统由于其具备全场测量、分辨率高、实时性等特点使其在3D建模、体感交互、人脸识别、AR等领域得到广泛的应用。结构光深度成像系统的核心部件之一是结构光投影模组，其由激光、光学元件等器件组成，用于向外投影出预设的结构光图像，在投影过程中难免会受到温度的影响，导致所投影出的结构光图像与预设的结构光图像发生偏差，这种偏差会直接影响后续深度图像的计算，最终导致深度图像产生误差，而这种误差往往对于一些对精度要求高的应用，比如3D建模、人脸识别等，是不允许的。

发明内容

本发明为了解决现有技术中温度使得深度成像系统的精准度降低问题，提供一种深度成像系统及其温度误差校正方法。

本发明公开一种深度成像系统温度误差校正方法，包括：获取第一参考结构光图像与目标结构光图像；对所述第一参考结构光图像与所述目标结构光图像进行匹配计算以获取对应像素对；基于所述像素对以及温度误差补偿模型进行温度误差校正，并获取第二参考结构光图像；利用所述第二参考结构光图像与所述目标结构光图像进行深度计算以获取深度图像。

在一些实施例中，所述温度误差校正包括基于所述像素对以及温度误差补偿模型计算出当前温度与标定温度之间的差值，并基于所述差值计算所述第二参考结构光图像。

具体地，所述差值通过最小化能量函数来求解；所述能量函数反映了所述第一参考结构光图像的实际像素坐标与计算坐标之间的差异，所述计算坐标通过所述温度误差补偿模型、所述目标结构光图像中的像素坐标计算得到；或所述能量函数反映了所述目标结构光图像的实际像素坐标与计算坐标之间的差异，所述计算坐标通过所述温度误差补偿模型、所述第一参考结构光图像中的像素坐标计算得到。

在一些实施例中，所述温度误差补偿模型包括线性函数、多项式函数、埃尔米特函数、样条函数中的一种或多种。

在一些实施例中，所述温度误差补偿模型包括层次化变形函数，所述层次变形函数包括局部变形函数与全局变形函数。

本申请还提供一种深度成像系统，包括：结构光投影模组，用于向目标投影结构光图像；采集模组，用于采集目标结构光图像；存储器，用于保存第一参考结构光图像；处理器，与所述结构光投影模组、采集模组、存储器连接，用于：获取所述目标结构光图像与所述第一参考结构光图像，对所述第一参考结构光图像与所述目标结构光图像进行匹配计算以获取对应像素对；基于所述像素对以及温度误差补偿模型进行温度误差校正，并获取第二参考结构光图像；

在一些实施例中，所述温度误差校正包括基于所述像素对以及温度误差补偿模型计算出当前温度与标定温度之间的差值，并基于所述差值计算所述第二参考结构光图像。

具体地，所述差值通过最小化能量函数来求解；所述能量函数反映了所述第一参考结构光图像的实际像素坐标与计算坐标之间的差异，所述计算坐标通过所述温度误差补偿模型、所述目标结构光图像中的像素坐标计算得到；或所述能量函数反映了所述目标结构光图像的实际像素坐标与计算坐标之间的差异，所述计算坐标通过所述温度误差补偿模型、所述第一参考结构光图像中的像素坐标计算得到。