[发明专利]获得表示图像的锐度级别的配准误差图的装置和方法

说明书

本发明总体上涉及一种用于获得表示图像的锐度级别的配准误差图的装置和方法。已知基于对目标的3D模型的知识以及相机的固有参数来确定相机相对于目标的位置的许多方法。然而，无论使用何种视觉伺服技术，在图像空间中都不存在控制，并且在伺服期间对象可能离开相机视场。这些方法使用不同属性的视觉信息。提出了获得与感兴趣对象的图像相关的配准误差图，所述配准误差图是通过计算根据所述感兴趣对象的3D模型获得的再聚焦面与基于获取的与所述感兴趣对象相关的四维光场数据的焦栈的交集而产生的。

技术领域

本公开总体上涉及用于根据四维光场数据获得配准误差图的装置和方法，这种配准误差图可以用于视觉伺服应用，例如表面的视觉引导或质量控制。

背景技术

视觉伺服是一种使用视觉反馈信息来控制诸如机器人等终端用户的运动(或者在某些情况下，人的运动)的技术。该视觉反馈信息是从连接到机器人或者嵌入在机器人中视觉传感器(例如相机)接收的，或者显示在属于终端用户的设备(例如移动电话或平板电脑)的屏幕上。

如在“Path Planning for 3D Visual Servoing：for aWheeled mobile Robot”，H.MekkiM.Letaiel，IEEE 2013International Conference on Individual andCollective Behaviours in Robotics中所公开的，在视觉伺服中存在两种方法，第一种是基于图像的控制或IBC，第二种是基于位置的控制或PBC。

在IBC中，直接在图像中定义视觉反馈。但是，IBC存在稳定性和收敛性问题。

在PBC(也称为3D视觉伺服)中，在笛卡尔空间中计算控制误差函数，并且从图像中提取图像特征。使用目标的理想模型来确定目标相对于相机框架的位置。已知基于对目标的3D或2D模型的知识以及相机的固有参数来确定相机相对于目标的位置的许多方法。这些方法使用不同属性的视觉信息，例如点、线等。

然而，无论是视觉伺服技术，无论是IBC还是PBC，在图像空间中都不存在控制，并且在伺服期间对象可能离开相机视场，使得难以确定相机和相机的相对姿态。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于获得被称作配准误差图的图的装置，所述配准误差图表示图像的多个像素的锐度级别，所述装置包括：处理器，被配置为获得与感兴趣对象的图像相关的配准误差图，所述配准误差图是通过计算根据所述感兴趣对象的三维模型获得的再聚焦面与基于获取的与所述感兴趣对象相关的四维光场数据的焦栈(focal stack)的交集而产生的。

根据本发明的实施例，处理器被配置为通过计算感兴趣对象设置在参考位置中时的三维模型的距离图来确定再聚焦面。

根据本发明的实施例，处理器被配置为通过针对要被再聚焦的图像的每个像素确定与构成焦栈的图像中的一个图像相对应的距预定再聚焦面的再聚集距离，计算再聚焦面与焦栈的交集。

根据本发明的实施例，处理器被配置为基于与再聚焦的图像的像素的锐度级别相关的信息，产生要被显示的配准误差图的外观。

根据本发明的实施例，处理器被配置为在装置的显示设备上显示获得的配准误差图。

本发明的另一方面涉及一种用于获得被称为配准误差图的图的方法，所述配准误差图表示图像的多个像素的锐度级别，所述方法包括：获得与感兴趣对象的图像相关的配准误差图，所述配准误差图是通过计算根据所述感兴趣对象的三维模型获得的再聚焦面与基于获取的与所述感兴趣对象相关的四维光场数据的焦栈的交集而产生的。

根据本发明的一个实施例，确定再聚焦面包括计算感兴趣对象设置在参考位置中时的三维模型的距离图。

根据本发明的一个实施例，计算再聚焦面与焦点叠栈的交集包括：针对要被再聚焦的图像的每个像素确定与构成焦栈的图像中的一个图像相对应的距预定再聚焦面的再聚集距离。