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题目:多深度相机干扰消除技术研究

关键词:光编码深度相机,参考深度平面,深度图,干扰消除

  摘要



3D视频技术作为一种新的视觉显示技术,相较于以往的传统2D显示技术能够给用户提供更多的图像信息和更好的视觉体验。基于双目视觉的3D技术目前已经逐渐应用于人们生活的各个方面,而多视点3D视频作为3D视觉技术中更为先进的一种技术正在被广泛研究。目前多视点3D视频系统主要基于多纹理相机的架构,这种系统传输数据量巨大,并且在计算场景深度时需要极大的计算量,为多视点3D显示技术的实际应用带来困难。近年来,研究显示,利用多深度相机的系统架构代替多纹理相机可解决上述问题。在目前实现的深度相机中,光编码相机由于其性能和价格的优势在商业和研究中都得到了广泛应用,但是针对多深度相机系统,光编码深度相机存在着互相干扰的问题。为了将光编码深度相机应用于多深度相机的视频数据采集系统,需要解决深度相机之间的干扰问题。

本文首先在实验室前期工作的基础上提出了一种改进的基于平面扫描的深度干扰消除方法,与已有的干扰消除方法不同,该方法利用已知散斑模板和相机拍摄的场景受干扰图案进行实际视角的匹配,得出相机视角的深度图,再通过3D变换等方法将相机视角的深度图变换到需要的视角上。

针对上述方法中方法计算量大,难以实时处理的问题,本文中进一步提出了一种基于深度参考平面的去干扰深度测量方法。利用投影机和散斑模板和几何位置关系,在虚拟的深度参考平面上计算受干扰的散斑图案,将不同深度参考平面上的受干扰图案存储在计算机中。实际匹配时,利用相机位置不变的条件,将相机拍摄到的受干扰场景与深度参考平面进行匹配,得到场景的深度值。

虽然上述方法能够测量出场景深度,但是由于需要校准投影机,在实用时仍然过于复杂。本文改进了基于深度参考平面的深度测量方法,使其能够应用于实际场景,并且设计搭建了验证平台,编写相应算法实现了测量深度的过程,本文给出了验证平台的设计方案以及软硬件实施过程,并给出了深度提取结果图,证明了该算法在实际场景中的有效性。