[发明专利]使用图案化光提供深度图的方法和系统

说明书

本文提供了一种用于在图案化光分析中估计边缘数据的方法和系统。方法可包括：获取基于包括条纹的图案的结构光分析生成的对象的原始深度图；考虑到对象的边缘确定原始深度图的z轴值不准确的部分；基于深度图的相邻部分来检测与所确定的部分相关联的对象的几何特征；并且基于检测对象的几何特征来估计沿对象的边缘缺失的z轴数据。

技术领域

本发明总体涉及结构光，并且更具体地，涉及改善经由结构光投影获得的深度图数据。

背景技术

在阐述本发明的背景之前，阐述将在下文中使用的某些术语的定义可能是有帮助的。

本文所用的术语“结构光”定义为将已知图案的像素投影到场景的处理。当打击表面时这些变形的方式允许视觉系统计算场景中物体的深度和表面信息。不可见的结构光使用不会干扰投影图案会对其造成困惑的其他计算机视觉任务的结构光。

这里使用的术语‘深度图’被定义为包含与从观察点的场景对象的表面的距离有关的信息的图像。深度图可以是以利用z轴数据连接所有点的网格的形式。

这里使用的术语“图像分割”或“分割”定义为将数字图像分成多个段(像素集)的处理。分割的目的是简化图像的表示和/或将图像的表示变为更有意义和更容易分析的事物。图像分割通常用于定位图像中的对象和边界(线、曲线等)，也称为“边缘”。

通过结构光分析生成对象的深度图的挑战之一是沿着结合该对象的分割处理确定的对象的边缘得出完整的Z轴数据。在基于条纹或线图案的结构光分析中，由于条纹之间的间隙，特别是对象边缘与这些间隙中的一些对准的情况，该挑战会加剧。

发明内容

根据本发明的一些实施方式，本文提供了一种估计沿着通过结构光分析得出的深度图的边缘的缺失的z轴数据的方法。该方法基于使用与对象和子对象的几何特征相关联的数据，以估计缺失的z轴数据。例如，当对象是手部(对象)，并且丢失的数据是沿着指尖边缘的点的z轴数据时，指头(子对象)具有圆柱形性质的事实可以是有益的。在一些实施方式中，一旦几何特征被识别，则使用相应的模板来重建缺失的z轴数据。

在一些实施方式中，基于原始图案化光(确切的顺序并不重要)获得并分割深度图。一旦检测到对象的边缘，通常基于2D图像和降低图案化光的强度，执行边缘附近的深度图的部分的分析。该分析结果确定与边缘附近对应的对象的部分的几何特征。确定的几何特征映射到对曲线拟合函数造成约束的许多预定模板中的一个，曲线拟合函数接收相邻点的现有z轴值以便估计沿边缘定位的所需点的z轴值。

在一些实施方式中，沿着边缘附加的z轴值用于补充深度图的网格。

本发明的实施方式的这些附加的和/或其他方面和/或优势在随后的详细说明中阐述；其可能从详细说明中推断；和/或可通过本发明的实施方式的实践来习得。

附图说明

为了更好地理解本发明的实施方式并且示出如何实施本发明，现在将仅作为示例参考附图，其中相同的标号始终指示相应的元件或部分。

在附图中：

图1是示出根据本发明的实施方式的由水平条纹光图案照亮的对象的图；

图2是示出了根据本发明的实施方式的若干方面的网格图；

图3是示出了根据本发明的一些实施方式的方面的截面图；

图4是示出了根据本发明的一些实施方式的系统的框图；

图5是示出了根据本发明的一些实施方式的方面的截面图；

图6是示出了根据本发明的实施方式的系统的若干方面的框图；并且

图7是示出了根据本发明的实施方式的方面的网格图；

图8是示出了根据本发明的实施方式的方面的曲线图；