[发明专利]一种深度信息获取方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种深度信息获取方法和装置。

背景技术

深度信息是指在三维空间中物体间垂直距离的相关信息，这一信息在电子设备中有重要用途，以智能手机中的手势的应用为例，具体介绍如下：

随着移动互联网的兴起和以配备前置摄像头智能手机为代表的移动终端的普及，除了简单的电话呼叫以外，智能手机上具备了越来越多的应用和功能。而与此同时，采用键盘、按钮、触摸屏等接触式设备的传统的人机交互方式会给使用场景、用户体验带来很大的局限性。手势作为人们在交流过程中最直接、最自然的方式之一，正在通过计算机视觉识别人的指示行为作为系统的非接触式输入，其带来了远比传统的接触式输入设备更为有效和自然的交互方式。

在日常手势操作使用中，用户单手或是双手的手指在手机前置摄像头前方一定距离和视角范围内运动，通过手指的绝对或是相对运动轨迹/运动模式表达用户的操作意图。手机的前置摄像头以一定的帧率实时捕获手指运动图像，并且将图像信号传输到控制器/处理器。控制器/处理器检测得到图像中的手指指尖对象，并且定位其空间位置；综合一段操作时间间隔内的指尖空间位置轨迹，识别用户的操作手势，并执行预定义应用。

在手势控制过程中，手指的空间位置检测是极为关键的，它直接影响到手指行为识别的准确度和精度。而且，手指在三维空间中运动，普通摄像头采集图像是二维平面的，因此手指空间位置在摄像头采集过程中会存在信息丢失情况，尤其是手指距离摄像头的垂直距离—深度信息很难保留。为了获得手指的深度信息，目前采用双摄像头系统来获得深度信息，具体如下：

双摄像头系统使用两个知道其投影中心连线的距离—基线距、固定于不同位置具有相同焦距的摄像头，获得左右两个影像，该两个影像有些轻微偏移。控制器/处理器通过比较这两个影像，就可获得对应物体同一特征点位在两个摄像头像平面上的坐标,根据视差和摄像头参数，用几何的方法得到该特征点距离摄像头中轴线的距离。具体地：如图1所示，其中B为基线距，坐标原点O1、O2到各自成像平面的距离为摄像头焦距f。

两摄像头在同一时刻观看手指指尖的同一特征点P(x₁,y₁,z₁)，其在C1坐标系中坐标为P(x_c,y_c,z_c)，分别在左摄像头和右摄像头上获取了点P的图像，它们的图像坐标分别为：

p_left=(X_left,Y_left)；

p_right=(X_right,Y_right)。

两个摄像头的图像在同一个平面上，则特征点P的图像坐标Y坐标相同，即Y_left=Y_right=Y，则由三角几何关系得到：

Xleft=fxczcXright=f(xc-B)zcY=fyczc]]>

其视差为：

Disparity=X_left-X_right。