一种高灰阶深度图像的表示方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于图像处理、计算机视觉和人机交互技术领域，具体涉及一种高灰阶深 度图像的表示方法。
【背景技术】
[0002] 视觉是人类观察与认知世界最直接、最主要的途径。我们生活在一个三维世界中， 人类视觉不仅能感知物体表面的亮度、颜色、纹理信息，运动情况，而且能判断其形状、空间 及空间位置（深度、距离）。如何让机器视觉能实时获得高精度、高清晰的深度信息、提高机 器的智能水平是当前机器视觉系统开发的难点。在其它技术领域，图像深度信息对于立体 编解码、2D转3D、多视点三维图像生成、三维目标识别和三维重建等也至关重要。深度信息 的实时获取有助于现实物理世界与虚拟网络世界的交互，加强人与人、人与机器、机器与机 器之间沟通学习，增强机器的智能化水平。
[0003] 通过三维深度感知装置可实时获取投射空间范围内的高精度深度信息（距离）， 其精度可达到毫米级别、甚至更小，可采用高灰阶深度图像（8bits以上）来直观、准确地表 示高精度的距离信息，其中高灰阶深度图像的每个像素值对应物理空间一个点的深度信息 (即距离值）。比如目标物体距离三维深度感知装置的摄像头为5米，深度精度要达到毫米， 则需要约2 13个数据来表示，对应需要用13bits的高灰阶深度图像来表示物体空间的深度 信息。如何采用高灰阶深度图像来直观、准确地表示高精度深度信息已成为三维深度获取 的重要内容。
【发明内容】
[0004] 基于此，本发明提供了一种高灰阶深度图像的表示方法，所述方法包括如下步 骤：
[0005] S100、获取高灰阶深度图像并将其进行映射生成YUV深度图像：
[0006] S1001、利用三维深度感知设备获取高灰阶深度图像；
[0007] S1002、将所述YUV深度图像映射到YU或YV通道得到YUV深度图像；
[0008] S1003、将所述YUV深度图像以YUV422格式输出；
[0009] S200、将所述YUV深度图像转换为RGB深度图像并输出：
[0010]S2001、接收所述YUV深度图像；
[0011] S2002、将所述YUV深度图像转换为RGB深度图像，并将所述RGB深度图像进行压 缩编码；
[0012] S2003、将压缩编码后的RGB深度图像通过免驱动USB接口输出；
[0013] S300、将所述压缩编码后的RGB深度图像转换为YUV深度图像：
[0014] S3001、接收所述压缩编码后的RGB深度图像；
[0015] S3002、将所述压缩编码后的RGB深度图像进行解码生成RGB深度图像；
[0016] S3003、将所述RGB深度图像转换为YUV深度图像；
[0017] S400、从所述YUV深度图像的YU或者YV通道恢复高灰阶深度图像及每个像素对 应的深度值。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明一个实施例的整体流程图；
[0019]图2是本发明一个实施例的灰阶等级划分示意图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。
[0021] 图1所示为本发明实施例高灰阶深度图像表示方法的整体流程图。为了清楚地说 明，下面结合图2描述该方法。
[0022] 在一个实施例中，本发明公开了一种高灰阶深度图像的表示方法，所述方法包括 如下步骤：
[0023] S100、获取高灰阶深度图像并将其进行映射生成YUV深度图像：
[0024] S1001、利用三维深度感知设备获取高灰阶深度图像；
[0025] S1002、将所述YUV深度图像映射到YU或YV通道得到YUV深度图像；
[0026]S1003、将所述YUV深度图像以YUV422格式将输出；
[0027]S200、将所述YUV深度图像转换为RGB深度图像并输出：
[0028]S2001、接收所述YUV深度图像；
[0029]S2002、将所述YUV深度图像转换为RGB深度图像，并将所述RGB深度图像进行压 缩编码；
[0030] S2003、将压缩编码后的RGB深度图像通过免驱动USB接口输出；
[0031]S300、将所述压缩编码后的RGB深度图像转换为YUV深度图像：
[0032] S3001、接收所述压缩编码后的RGB深度图像；
[0033] S3002、将所述压缩编码后的RGB深度图像进行解码生成RGB深度图像；
[0034]S3003、将所述RGB深度图像转换为YUV深度图像；
[0035] S400、从所述YUV深度图像的YU或者YV通道恢复高灰阶深度图像及每个像素对 应的深度值。
[0036] 本实施例所述的高灰阶深度图像的表示方法可实现从三维深度感知设备输出的 高灰阶深度图像，经JPEG编码USB打包驱动，在设备接收与显示端能准确地恢复出原始的 高灰阶深度图像及其对应的深度信息，实现高精度深度信息的无损压缩和传输，且无需自 行设计图像压缩解压模块，可支持第三方设计的、用于免驱动USB摄像头的JPEG编码芯片 进行数据打包传输。
[0037] 在一个实施例中，所述步骤S1001中所述的三维深度感知设备包括基于结构光编 码的三维深度感知装置、ToF深度传感器或双目摄像装置。
[0038] 本实施例中所述的三维深度感知设备可以是基于结构光编码的三维深度感知装 置、ToF深度传感器或双目摄像装置。所述的三维深度感知装置可实时获取所投射范围内 目标空间或物体的高精度深度信息（距离），其精度可达到毫米级别、甚至更小，可采用高 灰阶深度图像（8bits以上）可直观、准确地表示高精度的距离信息，其中高灰阶深度图像 的每个像素值对应物理空间一个点的深度信息（即距离值），像素值的位宽越大表示其对 应点的深度精度可越高。比如目标物体距离三维深度感知装置的摄像头为5米，深度精度 要达到毫米，则需要约213个数据来表示，对应需要用13bits的高灰阶深度图像来表示物体 空间的深度信息。
[0039]在一个实施例中，步骤S1001中所述的高灰阶深度图像，其每个像素的深度值在 8bits以上，包括9、10、11、12、13、14、15、16bits，且每个像素的深度值对应精度为毫米级。 [0040] 灰阶是对图像亮度（灰度信息）进行一定等级的区间划分，12为灰阶等级划分 示意图，灰阶等级越少所表达的深度图像细节越粗糙，而灰阶等级越大所表达的深度图像 细节部分越精细、表示其深度精度越高。而本实施例中所述的高灰阶深度图像，其每个像素 的深度值一般在8bits以上，如9、10、11、12、13、14、15、16bits，对应精度可达毫米级的深 度值信息。
[0041] 在一个实施例中，所述步骤S1002具体包括：
[0042] 将所述高灰阶图像的每个像素值的高8位作为YUV深度图像的Y通道，剩余的低 位作为YUV深度图像的U通道，YUV深度图像的V通道给定一个常数128 ;
[0043] 或将所述高灰阶图像的每个像素值的高8位作为YUV深度图像的Y通道，将剩余 的低位作为YUV深度图像的V通道，YUV深度图像的U通道给定一个常数128。
[0044] 在一个实施例中，所述步骤S2002中利用JPEG编码模块对所述RGB深度图像进行 压缩编码；所述步骤S2002中利用任一YUV到RGB色度空间转换公式将所述YUV深度图像 转换为RGB深度图像。
[0045] 在本实施例中，可通过下式实现YUV深度图像转为RGB深度图像，
【主权项】
1. 一种高灰阶深度图像的表示方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤： S100、获取高灰阶深度图像并将其进行映射生成YUV深度图像： 51001、 利用三维深度感知设备获取高灰阶深度图像； 51002、 将所述YUV深度图像映射到YU或YV通道得到YUV深度图像； 51003、 将所述YUV深度图像以YUV422格式将输出； S200、将所述YUV深度图像转换为RGB深度图像并输出： 52001、 接收所述YUV深度图像； 52002、 将所述YUV深度图像转换为RGB深度图像，并将所述RGB深度图像进行压缩编 码； 52003、 将压缩编码后的RGB深度图像通过免驱动USB接口输出； S300、将所述压缩编码后的RGB深度图像转换为YUV深度图像： 53001、 接收所述压缩编码后的RGB深度图像； 53002、 将所述压缩编码后的RGB深度图像进行解码生成RGB深度图像； 53003、 将所述RGB深度图像转换为YUV深度图像； S400、从所述YUV深度图像的YU或者YV通道恢复高灰阶深度图像及每个像素对应的 深度值。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，优选的，所述步骤SlOOl中所述的三维深 度感知设备包括基于结构光编码的三维深度感知装置、ToF深度传感器或双目摄像装置。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤SlOOl中所述的高灰阶深度图像，其 每个像素的深度值在8bits以上，包括9、10、11、12、13、14、15、16bits，且每个像素的深度 值对应精度为毫米级。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1002具体包括： 将所述高灰阶图像的每个像素值的高8位作为YUV深度图像的Y通道，剩余的低位作 为YUV深度图像的U通道，YUV深度图像的V通道给定一个常数128 ; 或将所述高灰阶图像的每个像素值的高8位作为YUV深度图像的Y通道，将剩余的低 位作为YUV深度图像的V通道，YUV深度图像的U通道给定一个常数128。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S2002中利用JPEG编码模块对 所述RGB深度图像进行压缩编码。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S2002采用任一 YUV到RGB色 度空间转换公式将所述YUV深度图像转换为RGB深度图像。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S3003采用任一 RGB到YUV色 度空间转换公式将所述RGB深度图像转换为YUV深度图像。
8. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤S400具体为从YUV深度图像的 Y通道恢复高灰阶深度图像中每个像素点的高8位，从YUV深度图像的U通道或V通道恢复 高灰阶深度图像中每个像素点的剩余的低位。
【专利摘要】本发明公开了一种高灰阶深度图像的表示方法，涉及一种可从ROB深度图像精确恢复高灰阶深度图像的表示方法，把高灰阶深度图像经编码解码后能准确地恢复出高灰阶深度图像及其每个像素对应的深度信息。具体为将三维深度感知设备输出的高灰阶深度图像转为YUV深度图像，经JPEG编码USB打包驱动，在设备接收与显示端恢复ROB深度图像，再通过色度空间转换为YUV深度图像，最后恢复原始的高灰阶深度图像及其对应的深度信息，从而实现高精度深度信息的无损压缩和传输。本发明无需自行设计JPEG编码USB压缩模块，支持第三方设计的、用于免驱动USB摄像头的JPEG编码芯片进行数据打包传输。
【IPC分类】G06T7-00
【公开号】CN104851109
【申请号】CN201510315521
【发明人】葛晨阳, 周艳辉
【申请人】宁波盈芯信息科技有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年6月10日