一种iTOF快速深度重建方法、系统、设备及介质与流程

所属的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“平台”。图7是本发明实施例中的一种itof快速深度重建设备的结构示意图。下面参照图7来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备600。图7显示的电子设备600仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图7所示，电子设备600以通用计算设备的形式表现。电子设备600的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元610、至少一个存储单元620、连接不同平台组件(包括存储单元620和处理单元610)的总线630、显示单元640等。其中，存储单元存储有程序代码，程序代码可以被处理单元610执行，使得处理单元610执行本说明书上述一种itof快速深度重建方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，处理单元610可以执行如图1中所示的步骤。存储单元620可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(ram)6201和/或高速缓存存储单元6202，还可以进一步包括只读存储单元(rom)6203。存储单元620还可以包括具有一组(至少一个)程序模块6205的程序/实用工具6204，这样的程序模块6205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。总线630可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。电子设备600也可以与一个或多个外部设备700(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备600交互的设备通信，和/或与使得该电子设备600能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口650进行。并且，电子设备600还可以通过网络适配器660与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器660可以通过总线630与电子设备600的其它模块通信。应当明白，尽管图7中未示出，可以结合电子设备600使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储平台等。本发明实施例中还提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序，程序被执行时实现的一种itof快速深度重建方法的步骤。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在终端设备上运行时，程序代码用于使终端设备执行本说明书上述一种itof快速深度重建方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。如上所示，本实施例中能够通过tof深度数据，为结构光图像提供初始深度值，从而大大缩限了匹配时需要计算的像素数，减少了计算量，提高了效率。本实施例充分利用了tof数据获取简单快速的优势，在不占用结构光算力的前提下，使得结构光计算效率更高，可以更快进行重建。图8是本发明实施例中的计算机可读存储介质的结构示意图。参考图8所示，描述了根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品800，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。本实施例中能够通过tof深度数据，为结构光图像提供初始深度值，从而大大缩限了匹配时需要计算的像素数，减少了计算量，提高了效率。本实施例充分利用了tof数据获取简单快速的优势，在不占用结构光算力的前提下，使得结构光计算效率更高，可以更快进行重建。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

背景技术：

1、深度测量技术可以获得目标对象的深度数据，从而可以获得rgbd等带有深度信息的3d图像。相比于2d图像，3d图像包含更多的数据，可以实现对目标的更好识别，并且由于技术的发展，目前已经在人脸识别、3d建模、vr等领域获得应用。相比于其他深度测量技术，tof测量技术的范围更广，并且精度具有较好的一致性，因此广泛应用于测量范围较广的场景中。

2、tof技术根据数据的获取原理又区分为itof和dtof技术。itof是通过发射一定波形的激光信号，通过计算接收信号与发射信号的相位差，间接计算得到深度数据。而dtof技术是通过接收接收信号与发射信号的时间差，直接计算得到深度数据。由于光速非常快，对发射与接收装置的精度要求非常高，因此dtof主要用于较远距离的测量，而itof技术则主要用于中等距离的测量。在封闭空间中，主要的应用技术均为itof技术。

3、在封闭空间，如驾驶舱等，主流计算芯片为定点dsp芯片，而itof计算中主要依赖于浮点数的运算，因此导致目前的算法无法直接应用于定点dsp芯片。

技术实现思路

1、为此，本发明采用标准公式进行计算，无需过多地分类，可以起到快速计算的作用，从而可以使得本发明在具有并行计算能力的芯片上的运行速度大幅提升，充分利用芯片的计算能力，提高数据获取速度，缩短响应时间。

2、第一方面，本发明提供一种itof快速深度重建方法，其特征在于，包括如下步骤：

3、步骤s1:获得泛光的发射信号和解调信号的数据；

4、步骤s2：同时对多个像素点采用标准公式计算所述发射信号和所述解调信号之间的相位偏置；其中，所述标准公式中采用绝对值进行计算；

5、步骤s3：根据所述相位偏置计算得到所述像素的深度值。

6、可选地，所述的一种itof快速深度重建方法，其特征在于，在步骤s2中进行计算时，将计算数据乘以2的n次幂，并转化为整数，再进行整数运算；并在运算完成后除以2的n次幂，转化为浮点数。

7、可选地，所述的一种itof快速深度重建方法，其特征在于，所述步骤s2中采用公式atan2(y,x)＝sgn(y)*sgn(x)*((sgn(x)-cond)*pi/2+(2*cond-1)*atan(|min|/|max|))计算相位偏置；其中，cond＝|y|<|x|，atan(|min|/|max|)＝atan(min(|x|,|y|),max(|x|,|y|))。

8、可选地，所述的一种itof快速深度重建方法，其特征在于，根据计算能力将多个像素分为小组，并按顺序对小组进行处理。

9、可选地，所述的一种itof快速深度重建方法，其特征在于，步骤s2包括：

10、步骤s21：对发射的所述发射信号按顺序进行标记；

11、步骤s22：对接收的所述解调信号按顺序进行标记；

12、步骤s23：根据所述解调信号的波形识别出卷绕部分；

13、步骤s24：根据所述发射信号与所述解调信号的顺序对所述卷绕部分进行恢复，得到恢复解调信号；

14、步骤s25：根据所述恢复解调信号和所述发射信号计算相对偏置。

15、可选地，所述的一种itof快速深度重建方法，其特征在于，将图像区域划分为若干个子区域，并对其中至少一个所述子区域设置标志点，用于判断所述子区域是否有卷绕部分。

16、可选地，所述的一种itof快速深度重建方法，其特征在于，在计算所述像素的深度值时，还加入温度参数，以提高精度。

17、第二方面，本发明提供一种一种itof快速深度重建系统，用于实现前述任一项所述的itof快速深度重建方法，其特征在于，包括：

18、获取模块，用于获得泛光的发射信号和解调信号的数据；

19、偏置模块，用于同时对多个像素点采用标准公式计算所述发射信号和所述解调信号之间的相位偏置；

20、深度模块，用于根据所述相位偏置计算得到所述像素的深度值。

21、第三方面，本发明提供一种itof快速深度重建设备，其特征在于，包括：

22、处理器；

23、存储器，其中存储有所述处理器的可执行指令；

24、其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行前述任意一项所述itof快速深度重建方法的步骤。

25、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序，其特征在于，所述程序被执行时实现前述任意一项所述itof快速深度重建方法的步骤。

26、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

27、本发明利用标准公式对相位偏置进行计算，无需判断分支，可以更好地进行并行计算，提高计算速度，降低了响应时间。

28、本发明通过对计算公式的改进，使得计算只需利用绝对值进行，将需要分类计算的四种情形转换为一种标准情形，简化了计算逻辑，提升了计算效率。

29、本发明同时对计算公式的改进，使得芯片可以同时对多个像素点进行处理，从而使得芯片的并行计算能力得到最大化利用，提高芯片的处理效率与处理能力，缩短itof数据的计算时间，提高了效率。