場景深度的測量裝置和方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了一種場景深度的測量裝置和方法，所述裝置包括攝像部、數據處理部和接口控制部，所述方法包括以下步驟：首先利用一個標定好的相機在一個未知深度獲取第一幅散焦圖像，再采用與之平行的具有相同參數的相機在不同深度位置獲取第二幅散焦圖像，深度的變化會導致圖像上散焦程度的變化，根據兩幅圖像中不同散射程度構建點擴散函數上的對應關系，根據對應像素坐標構建深度映射關系，最終估計實際景深值并可估計出物體高度及寬度等二維尺寸。本發明專利技術無需機械運動部分和測量相機參數等信息，即可能夠實現在復雜環境下對場景中對象距離及尺寸的測量，方便了實施者，適用于廣場、大型倉庫、商場、機場和交通管理等安防領域。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種距離的測量裝置和方法，具體涉及一種。
技術介紹
目前散焦深度恢復方法是建立在不同散焦圖像模糊度與深度的對應關系上，對獲得的不同模糊度圖像信息進行處理。這一過程需要改變相機參數來獲取圖像，但在實際使用過程中獲取相機的參數非常困難。如果在散焦恢復深度的過程中保持相機的參數不變，就能極大的方便實施者。目前與之相關的專利文獻被公開的包括中國專利技術專利CN102223477A(公開于2011年10月19)揭示了基于雙圖片匹配的深度估計的四維多項式模型，用于估計物距和聚焦調節。中國專利技術專利CN101487703 (公開于2009年7月22)設計了全景立體攝像測量裝置，該裝置包括全方位視覺傳感器、全景彩色調制光發生器以及用于對全方位圖像進行三維立體攝像測量的微處理器。中國專利技術專利CN101297176 (公開于2008年10月29)公布了一種使用視頻全站儀的測量方法，使用同一相機在不同位置獲取的圖像分析確定圖像中包含的對象的三維坐標，該系統需要測距儀配合使用。中國專利技術專利CN186794U公開于2006年11月22)公布了通過數字照相機檢測第一點，然后移動照相得到第二可檢測點，計算兩點檢測點間的距離，最終確定8個特征點間的相對位移。中國專利技術專利CN102278946A(公開于2011年12月14)公布了一種使用兩臺平行同參數相機獲取同一場景，再使用3D重構方法估計圖像中對象的深度。上述專利或需要在現場估計相機參數，或需要特殊的儀器如紅外測距儀等輔助測量場景深度，而基于通用相機的方案測量精度不理想。本專利技術僅采用通用相機達到更高的測量精度。
技術實現思路
針對現有技術存在的上述缺點和不足，本專利技術提供了一種，本專利技術用于測量被攝像體距攝像鏡頭的物理距離，無需機械運動部分和測量相機參數等信息，可準確地估計對象距離及對象尺寸，方便了實施者。本專利技術的第一個目的通過以下技術方案實現 一種場景深度的測量裝置，所述裝置包括攝像部、數據處理部和接口控制部，所述攝像部包括兩個相互平行且前后安置、獲取同一場景不同模糊度的兩幅圖像的攝像機；所述數據處理部對所述兩幅圖像對應點的匹配及其深度計算；所述接口控制部實時顯示圖像，與用戶相交互，確定需要測量深度的對象，并輸出測量結果。優選的，所述攝像部是由雙攝像頭構成的前段攝像裝置，所述前段攝像裝置的所有參數均預先測定。在現場應用中，無需改變相機參數或移動幾何位置，降低數據處理部的復雜程度并且提高了系統整體的精度。所述攝像部主要實現對影像的獲取。優選的，所述數據處理部包括將不同聚焦的兩幅圖像配準、再對選定對象的深度進行估計的圖像處理部分；根據所述接口控制部的信號提取需測量景深的對象控制部分。所述數據處理部主要實現對景象中對象的探測。本專利技術提出了深度估計所需的三種約束。它們分別是由兩幅不同模糊程度圖像估計圖像區域模糊半徑的約束；根據估計的模糊半徑構建彼此深度對應關系，進而估計出景深的約束；深度與成像仿射約束。通過上述約束，可以求取影像中對象的唯一深度信息及鏡頭放大率。本部分專利技術僅需知道相機焦距參數信息，在測量過程中無需獲取或改變其它參數。本專利技術在深度估計過程中，對兩幅不同聚焦的圖像自行配準。優選的，所述接口控制部包括選擇并清晰顯示場景圖像的顯示部分；采用鼠標控制、選擇所述顯示部分上特定對象的操作部分；將選定點的景深信息輸出的接口部分。本專利技術的第二個目的通過以下技術方案實現 一種場景深度的測量方法，所述方法包括以下步驟首先利用一個標定好的相機在一個未知深度獲取第一幅散焦圖像，再采用與之平行的具有相同參數的的相機在不同深度位置獲取第二幅散焦圖像，深度的變化會導致圖像上散焦程度的變化，根據所述兩幅散焦圖像中不同散射程度構建點擴散函數上的對應關系，根據對應像素坐標構建深度映射關系，最終估計實際景深值并可估計出物體高度及寬度等二維尺寸。本專利技術的有益效果如下本專利技術提供的場景深度的測量裝置的攝像部由兩個同參數的攝像頭組成，兩臺相機平行、前后安置，數據處理部對圖像進行配準，并且計算場景對象距鏡頭的幾何深度，用于測量被攝像體距攝像鏡頭的物理距離，即場景深度。本專利技術通過模糊半徑差異估計對象深度，無需機械運動部分和測量相機參數等信息，可以準確地估計對象距離及對象尺寸，方便了實施者，可實現在復雜環境下對場景中對象距離及尺寸的測量，廣泛適用于廣場、大型倉庫、商場、機場、交通管理等安防領域。附圖說明圖1本專利技術的系統構成示意 圖2本專利技術的攝像部的機械示意 圖3本專利技術的散焦圖像獲取示意圖。具體實施例方式下面結合附圖，通過對本專利技術的具體實施方式詳細描述，將使本專利技術的技術方案及其它有益效果顯而易見。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本專利技術，但不以任何形式限制本專利技術。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本專利技術的保護范圍。如圖1所示的場景深度的測量裝置，所述裝置包括攝像部、數據處理部分和接口控制部分。攝像部用于獲取同一場景不同模糊度的兩幅圖像；數據處理部對所述兩幅圖像對應點的匹配及其深度計算；接口控制部實時顯示圖像，與用戶相交互，確定需要測量深度的對象，并輸出測量結果。本實施例中，通過數字靜態相機來實現本專利技術的目的。在如圖2所示的實施方案中，相機21和相機22為具有相同系統參數的一般數碼相機，這些參數包括光學參數和分辨率等。相機21和相機22被平行且前后安置在支架23之上，平行間距d較小，近似緊密排放。為獲取聚焦模糊程度差異的圖像對，兩臺同參數的攝像機以間距Δ前后放置，兩相機與支架用緊固件連接形成一個固定的攝像部，其機械結構如圖2所示。在本實施方案中，相鄰相機左右間距d小于ΙΟΟν，V為相機鏡面與聚焦面的距離。在本實例中，采用較小的相機間距d以減小兩幅獲取圖像間的視差，提高匹配精度。相機前后間距的選取與焦距相關，在本實施方案中取IOv S Δ UOO V。相機21與22之間采用連接線連接，通過通信協議實現相機間的同步，以保證拍攝時間內兩幅圖像的場景一致。相機21和相機22獲取的圖像采用淺壓縮或不壓縮的方式進行編碼，并用數據傳輸線分別傳輸至數據處理部分的幀數據存儲器中。數據處理部分完成對象選擇及對象深度估計。在本實施例中，接口控制部分根據接口部傳輸的鼠標位置信息，選擇圖像塊并進行區域提取。鑒于場景中的對象可能具有不同的深度，所以控制部根據圖像的紋理信息，分析圖像對象，提取同一對象上的小的圖像塊為深度分析單位。該區域中像素被假設為具有相同的深度信息。在實施過程中，采用領域像素比對的方法分析紋理，即當領域內像素與鼠標點選擇像素間的灰度差異小于門限值Th時，視為相同物體上的像素。深度估計模塊采用兩個相同參數的相機，在不同的距離對同一物體進行拍攝。所以，生成的兩幅圖像的物距不同，而焦距點的相距V相同。如圖2和圖3所示，％為最佳物距，A和《2為產生散焦圖像時的物距1力相距，為和&是物距為七和是的散焦半徑。深度估計需滿足3個約束 (O圖像模糊半徑關系； (2)模糊半徑和深度對應關系； (3)深度與成像仿射關系。模糊半徑估計采用迭代方法求取兩幅圖像對應部分的模糊半徑差。在對模糊圖像配準后，對不同模糊圖像的對應部分進行比對和分析，確定兩幅本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種場景深度的測量裝置，其特征在于，所述裝置包括攝像部、數據處理部和接口控制部，所述攝像部包括兩個相互平行且前后安置、獲取同一場景不同模糊度的兩幅圖像的攝像機；所述數據處理部對所述兩幅圖像對應點的匹配及其深度計算；所述接口控制部實時顯示圖像，與用戶相交互，確定需要測量深度的對象，并輸出測量結果。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳東方，葛小榮，成喜民，徐景明，
申請(專利權)人：上海光亮光電科技有限公司，
類型：發明
國別省市：