[发明专利]一种交互式的深度图纹理拷贝瑕疵去除方法

摘要

本发明涉及一种交互式的深度图纹理拷贝瑕疵去除方法，本发明专利利用深度相机同时对目标采集的彩色图像与深度图像，建立彩色图像与深度图像间的对应关系，对彩色图像中的亮度边缘(几何边、纹理边)进行检测并识别(用最小生成树将边缘片段连接)，并对纹理边缘与目标几何边缘用交互式的方法进行分类并标记，构建基于空间近邻与彩色图边界分类标记的深度图保边滤波算子，用彩色图像上的边缘标记信息引导深度图滤波，实现去除深度图中纹理拷贝瑕疵的同时保留目标表面真实几何边界的目的。本发明为基于ToF的Kinect v2深度相机构建了一个能保持真实几何特征而消除纹理拷贝——假几何边界的有效方法，且方法交互简单，方便易行。

主权项

一种交互式的深度图纹理拷贝瑕疵去除方法，其特征在于，包括步骤1，计算彩色图像Icol的强度图Igray，对Igray进行Canny边缘检测，求得场景表面中由真实几何及纹理与颜色变换所引起的边界特征梯度图Igrad，所得到的是变化边界处的离散黑白二值图；步骤2，对Igrad中检测结果进行边界生长，获得各条边界特征曲线；具体是对步骤1中求得梯度图Igrad的边界点沿其3×3近邻进行生长，直至其近邻中再无边界点；在梯度图Igrad中另选一个剩余孤立边界点进行上述近邻生长，如此迭代地处理所有剩余孤立边界点，最终将检测到的每个边界点都划归一条边界曲线中去；对生成的所有边界曲线进行编号，最终获得了包含各条边界特征曲线的边界曲线集合；步骤3，对步骤2中结果进行交互标记，在纹理拷贝的伪特征曲线上画A种颜色并标记为1，对真实几何特征曲线画B种颜色并标记为0；针对步骤2中检测出的特征曲线集合，用交互方式对各条曲线进行标记，Igrad上所有像素均被打上标记L′；默认所有曲线均是有效的几何特征边界，并将其标记为0；在出现纹理边界的伪特征曲线上划出红色，并将其标记为1；仅有少量纹理拷贝边界被打上标记，同时将其与真实几何边界和场景其他内容有效区分；步骤4，将步骤3中标记的边缘结果借助RGB图像与深度图的对齐关系映射到深度图上，具体是按照彩色图与深度图对齐的变换矩阵，将梯度图Igrad上标记为1(L′＝1)的伪特征边界映射至深度图Idep的标记L上，即将深度图上的虚假边缘像素标记为1(L(i)＝1)；步骤5，用像素近邻的高斯权重、带有标记信息的边界特征高斯权重的新双边滤波器对深度图进行滤波，具体是用近邻像素j的距离权重和带标记的保特征权重为深度图构建双边滤波器f(i)=1KΣj∈Ω(i)w1(j)×w2(j)×Idep(j),]]>其中D1(i，j)和D2(i，j)分别是像素i与像素j的欧氏距离与深度值差异，σ1和σ2分别是像素距离标准差与像素深度值标准差，K＝∑j∈Ω(i)w1(j)×w2(j)；用新滤波器f对深度中的各像素进行滤波，若当前像素i是伪边界(L(i)＝1)，则其所有w2(j)权重均为1，f(i)退化为空间高斯滤波器并对像素i进行平滑滤波；反之，若当前像素i不是伪边界，则L(i)标记为0，w2(j)是保边权重，f(i)在像素i处对深度图进行保边的滤波去噪；步骤6，迭代地执行步骤5，直至消除纹理拷贝瑕疵，同时对真实几何特征区域实现特征保持的深度图滤波；具体是将步骤5迭代地执行N次，直至消除深度图中的纹理拷贝瑕疵，同时对深度图中的真实边界区域进行特征的滤波；步骤7，将滤波后深度图转换成3D表面。