[发明专利]3D深度成像方法、主控装置、以及3D成像设备

说明书

本申请提供了一种3D深度成像方法，包括：基于直接飞行时间测量和二维成像技术同步获取场景的第一深度图和二维图像；对第一深度图进行增殖生成第二深度图；将第二深度图的各子深度像素映射于二维图像的各图像像素，同一子深度像素映射的至少一个图像像素组合构成超像素；根据超像素映射的图像像素将超像素划分为不同的群簇；根据超像素群簇和映射关系将各子深度像素划分为与超像素群簇相对应的子深度像素群簇；根据第一深度图的各原始深度像素的深度值和子深度像素群簇对各子深度像素进行深度赋值。本申请技术方案能够有效提高三维深度图的分辨率。此外，本申请还提供了一种主控装置以及一种3D成像设备。

技术领域

本申请涉及成像技术领域，尤其涉及一种结合直接飞行时间测量和二维成像技术的3D深度成像方法、主控装置、以及3D成像设备。

背景技术

随着数码技术、半导体制造技术、以及网络的迅速发展，传统图像传感器的二维成像技术日益成熟，其采集到的图像可以是色彩模式，也可以是灰度模式，且具有很高的分辨率。但是，其采集到的图像信息在一定程度上并不完整，如缺乏深度信息。

随着科学技术的发展，越来越多的行业领域已经不再满足二维成像捕捉或者二维显示呈现的平面信息，要求更加真实地反映实际的三维世界。因而，能够输出三维图像信息的深度传感器的应用越来越广泛。然而，受限于复杂的制备工艺、严苛的模组性能、以及仍不完善的感测技术，相较于传统的二维图像传感器，深度传感器采集的深度图分辨率较低，并不能满足用户的需求。

因此，结合传统高分辨率的二维图像和原始三维深度图的深度值，通过算法提高三维深度图的分辨率是本申请要公开和保护的内容。

发明内容

本申请提供了一种结合直接飞行时间测量和二维成像技术的3D深度成像方法、主控装置、以及3D成像设备，结合二维图像和通过直接飞行时间测量得到的深度图，达到提高三维深度图分辨率的效果。

第一方面，本申请实施例提供一种结合直接飞行时间测量和二维成像技术的3D深度成像方法，所述3D深度成像方法包括：

基于直接飞行时间测量和二维成像技术同步获取场景的第一深度图和二维图像，其中，所述第一深度图的分辨率低于所述二维图像的分辨率；

对所述第一深度图进行增殖生成第二深度图，其中，所述第二深度图的各子深度像素由所述第一深度图中的每个原始深度像素按照预设比例分裂形成，且每一所述子深度像素均对应一个所述原始深度像素；

将所述第二深度图的各子深度像素映射于所述二维图像的各图像像素，同一所述子深度像素映射的至少一个所述图像像素组合构成超像素，以使所述第二深度图中的各子深度像素与所述二维图像的各超像素形成一一对应的映射关系；

根据所述超像素映射的图像像素将所述超像素划分为不同的群簇；

根据所述超像素群簇和所述映射关系将所述第二深度图中的各子深度像素划分为与所述超像素群簇相对应的子深度像素群簇；

获取所述第一深度图的各原始深度像素的深度值，其中，所述深度值包括直方图的主峰对应的一个主深度值和可能存在的次峰对应的次深度值；

根据所述各原始深度像素的深度值和所述子深度像素群簇对所述第二深度图的各子深度像素进行深度赋值。

第二方面，本申请实施例提供一种主控装置，所述主控装置包括：

存储器，用于存储提高深度图分辨率的计算程序指令；以及

处理器，用于执行所述提高深度图分辨率的计算程序指令以实现如上所述的结合直接飞行时间测量和二维成像技术的3D深度成像方法。

第三方面，本申请实施例提供一种3D成像设备，所述3D成像设备包括飞行时间图像采集装置、二维图像采集装置、以及如上所述的主控装置，所述主控装置分别与所述飞行时间图像采集装置和所述二维图像采集装置电连接。