一种基于3D摄像机的信息获取装置及方法与流程

一种基于3d摄像机的信息获取装置及方法
技术领域
1.本发明涉及一种3d摄像机的信息获取方法，特别涉及一种基于3d摄像机的信息获取装置及方法，属于3d摄像机技术领域。


背景技术：

2.3d摄像机，利用的是3d镜头制造的摄像机，通常具有两个摄像镜头以上，间距与人眼间距相近，能够拍摄出类似人眼所见的针对同一场景的不同图像。全息3d具有圆盘5镜头以上，通过圆点光栅成像或蔆形光栅全息成像可全方位观看同一图像，可如亲临其境，3d摄像机本身的功能就像人脑一样，可以将两个图像融合在一起，变成一个3d图像。
3.目前在对3d摄像机的信息进行获取时，由于将视频信号转换为数字信号，数字信号在转换为视频信号时，容易数据信息的精确度的丢失，同时没有对3d摄像机外部参数进行获取参考，在获取的3d摄像机信号构建3d模型时，无法真实还原3d摄像机拍摄的视频，构建的3d模型与拍摄之间产生偏差。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于3d摄像机的信息获取装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括多个3d摄像机、视频获取处理器和图像显示器；
6.多个所述3d摄像机用于实时录像拍摄，并对实时拍摄的视频转换为数字信息存储至数据缓存器中；
7.所述视频获取处理器内部封装有数据获取模块、数据转换模块、数据处理模块和模型构建模块；
8.数据获取模块：实时读取3d摄像机缓存器中的数字信号，读取的是当前帧；
9.数据处理模块：将读取的数字信号转换为2d图像信息，对2d图像信息图像的纹理特征进行提取，并将特征参数发送至模型构建模块和摄像头数据二次加工；
10.数据转换模块：将读取的数字信号转换为视频信号，并将转换的视频信号发送至模型构建模块；
11.模型构建模块：模型构建模块接收视频信号和视频图像的特征参数，根据视频信号和视频图像的特征参数构建当前画面的3d模型；
12.所述图像显示器：视频获取处理器对构建的当前3d模型发送至图像显示器中，图像显示器显示3d图像。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述数据获取模块还包括3d摄像头的倾角、3d摄像头的方向和数据尺寸、3d摄像头的焦距；
14.所述3d摄像头的倾角获取：采用张氏标定法对当前的3d摄像机的倾角进行获取；
15.所述3d摄像头的方向和数据尺寸：设置摄像头数据预览的方向和当前摄像头数据
尺寸，获取当前摄像头的方向坐标和数据尺寸；
16.所述3d摄像头的焦距：通过autofocus获取当前3d摄像头的焦距；
17.作为本发明的一种优选技术方案，所述摄像头数据二次加工：采用tenengrad梯度方法利用sobel算子分别计算图像的水平和垂直方向的梯度，并对水平和垂直方向的梯度进行补偿。
18.作为本发明的一种优选技术方案，所述图像的纹理特征进行提取采用灰度差分统计法具体方法如下：
19.设g(x,y)为2d图像中(x,y)位置的像素值，δx、δy分别为x,y方向上的偏移量，则(x,y)与其微小偏移点(x+δx,y+δy)的灰度差值为g
δ
(x,y)＝g(x,y)-g(x+δx,y+δy)。
20.作为本发明的一种优选技术方案，所述模型构建包括以下步骤：
21.第一步：计算2d图片每个像素点的特征；
22.第二步：对多张图片像素做匹配对应，获得图片的特征和3d相机的参数，得到稀疏的3d信息；
23.第三步：根据第二步得到的相机参数，做稠密重建，得到稠密点云；
24.第四步：对第三步点云做坐标构建处理，得到网格，对网格进行构建。
25.作为本发明的一种优选技术方案，所述计算2d图片每个像素点的特征采用sfm方法，所述稠密点云采用cmvs/pmvs方法。
26.作为本发明的一种优选技术方案，根据权利要求1-6任意一项所述的一种基于3d摄像机的信息获取装置，包括以下步骤：
27.s1：对获取装置进行连接，将多个3d摄像机与视频获取处理器信号连接，视频获取处理器与图像显示器信号连接；
28.s2：3d摄像机实时的录制视频，并将录制的视频转换为数字信号存储在数据缓冲器中，数据获取模块实时读取3d摄像机缓存器中的数字信号，并同时的获取3d摄像头的倾角、3d摄像头的方向和数据尺寸、3d摄像头的焦距；
29.s3：视频获取处理器设有的数据处理模块对将读取的数字信号转换为2d图像信息，对2d图像信息图像的纹理特征进行提取和对摄像头数据二次加工，将读取的数字信号转换为视频信号，并将转换的视频信号发送至模型构建模块；
30.s4：通过模型构建模块，获取摄像头数据二次加工数据、图像纹理特征、视频信息、3d摄像头的倾角、3d摄像头的方向和数据尺寸和3d摄像头的焦距信息进行模型的构建；
31.s5：对构建的模型发送至图像显示器显示3d图像。
32.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
33.本发明一种基于3d摄像机的信息获取装置及方法，在获取3d摄像机信息时，对获取的3d摄像机信息数据进行二次加工补偿，并同时获得3d摄像头的倾角、3d摄像头的方向和数据尺寸和3d摄像头的焦距信息作为建模辅助信息，有效的保证了获取的3d摄像机信息在3d建模过程的真实还原度，保证3d摄像机获取图像信息的清晰度。
附图说明
34.图1为本发明的结构示意图；
35.图2为本发明的流程框图；
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.请参阅图1-2，本发明提供了一种基于3d摄像机的信息获取装置及方法的技术方案：
38.根据图1-2所示，包括多个3d摄像机、视频获取处理器和图像显示器；
39.多个所述3d摄像机用于实时录像拍摄，并对实时拍摄的视频转换为数字信息存储至数据缓存器中；
40.视频获取处理器内部封装有数据获取模块、数据转换模块、数据处理模块和模型构建模块；
41.数据获取模块：实时读取3d摄像机缓存器中的数字信号，读取的是当前帧；
42.数据处理模块：将读取的数字信号转换为2d图像信息，对2d图像信息图像的纹理特征进行提取，并将特征参数发送至模型构建模块和摄像头数据二次加工；
43.数据转换模块：将读取的数字信号转换为视频信号，并将转换的视频信号发送至模型构建模块；
44.模型构建模块：模型构建模块接收视频信号和视频图像的特征参数，根据视频信号和视频图像的特征参数构建当前画面的3d模型；
45.图像显示器：视频获取处理器对构建的当前3d模型发送至图像显示器中，图像显示器显示3d图像。
46.数据获取模块还包括3d摄像头的倾角、3d摄像头的方向和数据尺寸、3d摄像头的焦距；
47.所述3d摄像头的倾角获取：采用张氏标定法对当前的3d摄像机的倾角进行获取；
48.3d摄像头的方向和数据尺寸：设置摄像头数据预览的方向和当前摄像头数据尺寸，获取当前摄像头的方向坐标和数据尺寸；
49.3d摄像头的焦距：通过autofocus获取当前3d摄像头的焦距；
50.摄像头数据二次加工：采用tenengrad梯度方法利用sobel算子分别计算图像的水平和垂直方向的梯度，并对水平和垂直方向的梯度进行补偿。
51.图像的纹理特征进行提取采用灰度差分统计法具体方法如下：
52.设g(x,y)为2d图像中(x,y)位置的像素值，、分别为x,y方向上的偏移量，则(x,y)与其微小偏移点(x+,y+)的灰度差值为。
53.模型构建包括以下步骤：
54.第一步：计算2d图片每个像素点的特征，计算2d图片每个像素点的特征采用sfm方法；
55.第二步：对多张图片像素做匹配对应，获得图片的特征和3d相机的参数，得到稀疏的3d信息；
56.第三步：根据第二步得到的相机参数，做稠密重建，得到稠密点云，稠密点云采用cmvs/pmvs方法；
57.第四步：对第三步点云做坐标构建处理，得到网格，对网格进行构建。
58.通过对图像的纹理特征进行采集，在构建3d模型时，便于真实还原图像特征。
59.一种基于3d摄像机的信息获取装置，包括以下步骤：
60.s1：对获取装置进行连接，将多个3d摄像机与视频获取处理器信号连接，视频获取处理器与图像显示器信号连接；
61.s2：3d摄像机实时的录制视频，并将录制的视频转换为数字信号存储在数据缓冲器中，数据获取模块实时读取3d摄像机缓存器中的数字信号，并同时的获取3d摄像头的倾角、3d摄像头的方向和数据尺寸、3d摄像头的焦距；
62.s3：视频获取处理器设有的数据处理模块对将读取的数字信号转换为2d图像信息，对2d图像信息图像的纹理特征进行提取和对摄像头数据二次加工，将读取的数字信号转换为视频信号，并将转换的视频信号发送至模型构建模块；
63.s4：通过模型构建模块，获取摄像头数据二次加工数据、图像纹理特征、视频信息、3d摄像头的倾角、3d摄像头的方向和数据尺寸和3d摄像头的焦距信息进行模型的构建；
64.s5：对构建的模型发送至图像显示器显示3d图像。
65.在获取3d摄像机信息时，对获取的3d摄像机信息数据进行二次加工补偿，并同时获得3d摄像头的倾角、3d摄像头的方向和数据尺寸和3d摄像头的焦距信息作为建模辅助信息，有效的保证了获取的3d摄像机信息在3d建模过程的真实还原度，保证3d摄像机获取图像信息的清晰度。
66.在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
67.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
68.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。