一種高灰階深度圖像的表示方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于圖像處理、計算機視覺和人機交互技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高灰階深 度圖像的表示方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 視覺是人類觀察與認知世界最直接、最主要的途徑。我們生活在一個三維世界中， 人類視覺不僅能感知物體表面的亮度、顏色、紋理信息，運動情況，而且能判斷其形狀、空間 及空間位置（深度、距離）。如何讓機器視覺能實時獲得高精度、高清晰的深度信息、提高機 器的智能水平是當前機器視覺系統(tǒng)開發(fā)的難點。在其它技術(shù)領(lǐng)域，圖像深度信息對于立體 編解碼、2D轉(zhuǎn)3D、多視點三維圖像生成、三維目標識別和三維重建等也至關(guān)重要。深度信息 的實時獲取有助于現(xiàn)實物理世界與虛擬網(wǎng)絡(luò)世界的交互，加強人與人、人與機器、機器與機 器之間溝通學習，增強機器的智能化水平。
[0003] 通過三維深度感知裝置可實時獲取投射空間范圍內(nèi)的高精度深度信息（距離）， 其精度可達到毫米級別、甚至更小，可采用高灰階深度圖像（8bits以上）來直觀、準確地表 示高精度的距離信息，其中高灰階深度圖像的每個像素值對應物理空間一個點的深度信息 (即距離值）。比如目標物體距離三維深度感知裝置的攝像頭為5米，深度精度要達到毫米， 則需要約2 13個數(shù)據(jù)來表示，對應需要用13bits的高灰階深度圖像來表示物體空間的深度 信息。如何采用高灰階深度圖像來直觀、準確地表示高精度深度信息已成為三維深度獲取 的重要內(nèi)容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，本發(fā)明提供了一種高灰階深度圖像的表示方法，所述方法包括如下步 驟：
[0005] S100、獲取高灰階深度圖像并將其進行映射生成YUV深度圖像：
[0006] S1001、利用三維深度感知設(shè)備獲取高灰階深度圖像；
[0007] S1002、將所述YUV深度圖像映射到Y(jié)U或YV通道得到Y(jié)UV深度圖像；
[0008] S1003、將所述YUV深度圖像以YUV422格式輸出；
[0009] S200、將所述YUV深度圖像轉(zhuǎn)換為RGB深度圖像并輸出：
[0010]S2001、接收所述YUV深度圖像；
[0011] S2002、將所述YUV深度圖像轉(zhuǎn)換為RGB深度圖像，并將所述RGB深度圖像進行壓 縮編碼；
[0012] S2003、將壓縮編碼后的RGB深度圖像通過免驅(qū)動USB接口輸出；
[0013] S300、將所述壓縮編碼后的RGB深度圖像轉(zhuǎn)換為YUV深度圖像：
[0014] S3001、接收所述壓縮編碼后的RGB深度圖像；
[0015] S3002、將所述壓縮編碼后的RGB深度圖像進行解碼生成RGB深度圖像；
[0016] S3003、將所述RGB深度圖像轉(zhuǎn)換為YUV深度圖像；
[0017] S400、從所述YUV深度圖像的YU或者YV通道恢復高灰階深度圖像及每個像素對 應的深度值。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明一個實施例的整體流程圖；
[0019]圖2是本發(fā)明一個實施例的灰階等級劃分示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步的詳細說明。
[0021] 圖1所示為本發(fā)明實施例高灰階深度圖像表示方法的整體流程圖。為了清楚地說 明，下面結(jié)合圖2描述該方法。
[0022] 在一個實施例中，本發(fā)明公開了一種高灰階深度圖像的表示方法，所述方法包括 如下步驟：
[0023] S100、獲取高灰階深度圖像并將其進行映射生成YUV深度圖像：
[0024] S1001、利用三維深度感知設(shè)備獲取高灰階深度圖像；
[0025] S1002、將所述YUV深度圖像映射到Y(jié)U或YV通道得到Y(jié)UV深度圖像；
[0026]S1003、將所述YUV深度圖像以YUV422格式將輸出；
[0027]S200、將所述YUV深度圖像轉(zhuǎn)換為RGB深度圖像并輸出：
[0028]S2001、接收所述YUV深度圖像；
[0029]S2002、將所述YUV深度圖像轉(zhuǎn)換為RGB深度圖像，并將所述RGB深度圖像進行壓 縮編碼；
[0030] S2003、將壓縮編碼后的RGB深度圖像通過免驅(qū)動USB接口輸出；
[0031]S300、將所述壓縮編碼后的RGB深度圖像轉(zhuǎn)換為YUV深度圖像：
[0032] S3001、接收所述壓縮編碼后的RGB深度圖像；
[0033] S3002、將所述壓縮編碼后的RGB深度圖像進行解碼生成RGB深度圖像；
[0034]S3003、將所述RGB深度圖像轉(zhuǎn)換為YUV深度圖像；
[0035] S400、從所述YUV深度圖像的YU或者YV通道恢復高灰階深度圖像及每個像素對 應的深度值。
[0036] 本實施例所述的高灰階深度圖像的表示方法可實現(xiàn)從三維深度感知設(shè)備輸出的 高灰階深度圖像，經(jīng)JPEG編碼USB打包驅(qū)動，在設(shè)備接收與顯示端能準確地恢復出原始的 高灰階深度圖像及其對應的深度信息，實現(xiàn)高精度深度信息的無損壓縮和傳輸，且無需自 行設(shè)計圖像壓縮解壓模塊，可支持第三方設(shè)計的、用于免驅(qū)動USB攝像頭的JPEG編碼芯片 進行數(shù)據(jù)打包傳輸。
[0037] 在一個實施例中，所述步驟S1001中所述的三維深度感知設(shè)備包括基于結(jié)構(gòu)光編 碼的三維深度感知裝置、ToF深度傳感器或雙目攝像裝置。
[0038] 本實施例中所述的三維深度感知設(shè)備可以是基于結(jié)構(gòu)光編碼的三維深度感知裝 置、ToF深度傳感器或雙目攝像裝置。所述的三維深度感知裝置可實時獲取所投射范圍內(nèi) 目標空間或物體的高精度深度信息（距離），其精度可達到毫米級別、甚至更小，可采用高 灰階深度圖像（8bits以上）可直觀、準確地表示高精度的距離信息，其中高灰階深度圖像 的每個像素值對應物理空間一個點的深度信息（即距離值），像素值的位寬越大表示其對 應點的深度精度可越高。比如目標物體距離三維深度感知裝置的攝像頭為5米，深度精度 要達到毫米，則需要約213個數(shù)據(jù)來表示，對應需要用13bits的高灰階深度圖像來表示物體 空間的深度信息。
[0039]在一個實施例中，步驟S1001中所述的高灰階深度圖像，其每個像素的深度值在 8bits以上，包括9、10、11、12、13、14、15、16bits，且每個像素的深度值對應精度為毫米級。 [0040] 灰階是對圖像亮度（灰度信息）進行一定等級的區(qū)間劃分，12為灰階等級劃分 示意圖，灰階等級越少所表達的深度圖像細節(jié)越粗糙，而灰階等級越大所表達的深度圖像 細節(jié)部分越精細、表示其深度精度越高。而本實施例中所述的高灰階深度圖像，其每個像素 的深度值一般在8bits以上，如9、10、11、12、13、14、15、16bits，對應精度可達毫米級的深 度值信息。
[0041] 在一個實施例中，所述步驟S1002具體包括：
[0042] 將所述高灰階圖像的每個像素值的高8位作為YUV深度圖像的Y通道，剩余的低 位作為YUV深度圖像的U通道，YUV深度圖像的V通道給定一個常數(shù)128 ;
[0043] 或?qū)⑺龈呋译A圖像的每個像素值的高8位作為YUV深度圖像的Y通道，將剩余 的低位作為YUV深度圖像的V通道，YUV深度圖像的U通道給定一個常數(shù)128。
[0044] 在一個實施例中，所述步驟S2002中利用JPEG編碼模塊對所述RGB深度圖像進行 壓縮編碼；所述步驟S2002中利用任一YUV到RGB色度空間轉(zhuǎn)換公式將所述YUV深度圖像 轉(zhuǎn)換為RGB深度圖像。
[0045] 在本實施例中，可通過下式實現(xiàn)YUV深度圖像轉(zhuǎn)為RGB深度圖像，
【主權(quán)項】
1. 一種高灰階深度圖像的表示方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟： S100、獲取高灰階深度圖像并將其進行映射生成YUV深度圖像： 51001、 利用三維深度感知設(shè)備獲取高灰階深度圖像； 51002、 將所述YUV深度圖像映射到Y(jié)U或YV通道得到Y(jié)UV深度圖像； 51003、 將所述YUV深度圖像以YUV422格式將輸出； S200、將所述YUV深度圖像轉(zhuǎn)換為RGB深度圖像并輸出： 52001、 接收所述YUV深度圖像； 52002、 將所述YUV深度圖像轉(zhuǎn)換為RGB深度圖像，并將所述RGB深度圖像進行壓縮編 碼； 52003、 將壓縮編碼后的RGB深度圖像通過免驅(qū)動USB接口輸出； S300、將所述壓縮編碼后的RGB深度圖像轉(zhuǎn)換為YUV深度圖像： 53001、 接收所述壓縮編碼后的RGB深度圖像； 53002、 將所述壓縮編碼后的RGB深度圖像進行解碼生成RGB深度圖像； 53003、 將所述RGB深度圖像轉(zhuǎn)換為YUV深度圖像； S400、從所述YUV深度圖像的YU或者YV通道恢復高灰階深度圖像及每個像素對應的 深度值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，優(yōu)選的，所述步驟SlOOl中所述的三維深 度感知設(shè)備包括基于結(jié)構(gòu)光編碼的三維深度感知裝置、ToF深度傳感器或雙目攝像裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟SlOOl中所述的高灰階深度圖像，其 每個像素的深度值在8bits以上，包括9、10、11、12、13、14、15、16bits，且每個像素的深度 值對應精度為毫米級。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1002具體包括： 將所述高灰階圖像的每個像素值的高8位作為YUV深度圖像的Y通道，剩余的低位作 為YUV深度圖像的U通道，YUV深度圖像的V通道給定一個常數(shù)128 ; 或?qū)⑺龈呋译A圖像的每個像素值的高8位作為YUV深度圖像的Y通道，將剩余的低 位作為YUV深度圖像的V通道，YUV深度圖像的U通道給定一個常數(shù)128。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟S2002中利用JPEG編碼模塊對 所述RGB深度圖像進行壓縮編碼。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟S2002采用任一 YUV到RGB色 度空間轉(zhuǎn)換公式將所述YUV深度圖像轉(zhuǎn)換為RGB深度圖像。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟S3003采用任一 RGB到Y(jié)UV色 度空間轉(zhuǎn)換公式將所述RGB深度圖像轉(zhuǎn)換為YUV深度圖像。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：所述步驟S400具體為從YUV深度圖像的 Y通道恢復高灰階深度圖像中每個像素點的高8位，從YUV深度圖像的U通道或V通道恢復 高灰階深度圖像中每個像素點的剩余的低位。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高灰階深度圖像的表示方法，涉及一種可從ROB深度圖像精確恢復高灰階深度圖像的表示方法，把高灰階深度圖像經(jīng)編碼解碼后能準確地恢復出高灰階深度圖像及其每個像素對應的深度信息。具體為將三維深度感知設(shè)備輸出的高灰階深度圖像轉(zhuǎn)為YUV深度圖像，經(jīng)JPEG編碼USB打包驅(qū)動，在設(shè)備接收與顯示端恢復ROB深度圖像，再通過色度空間轉(zhuǎn)換為YUV深度圖像，最后恢復原始的高灰階深度圖像及其對應的深度信息，從而實現(xiàn)高精度深度信息的無損壓縮和傳輸。本發(fā)明無需自行設(shè)計JPEG編碼USB壓縮模塊，支持第三方設(shè)計的、用于免驅(qū)動USB攝像頭的JPEG編碼芯片進行數(shù)據(jù)打包傳輸。
【IPC分類】G06T7-00
【公開號】CN104851109
【申請?zhí)枴緾N201510315521
【發(fā)明人】葛晨陽, 周艷輝
【申請人】寧波盈芯信息科技有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年6月10日