一种高灰阶深度图像的显示方法
【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，特别设及一种高灰阶深 度图像的显示方法。
【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=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=维图像生成、=维目标识别和=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=维深度感知装置可实时获取投射面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（8bitsW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=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"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、显示高精度深度信息及其细节已成为=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显示方法，所述方法通过伪彩色编 码方法将高灰阶深度图像映射到RG二通道或RGBS通道上进行深度图像显示，包括W下步 骤： 阳0化]S100、将高灰阶深度图像的像素值对应的深度信息映射到RG或者RGB通道生成RGB深度图像；
[0006] S200、将所述RGB深度图像转换为YUV深度图像，将所述YUV深度图像WYUV422 格式输出； 阳007] S300、将所述YUV深度图像转换为RGB深度图像并输出； 阳00引 S3001、接收所述YUV深度图像；
[0009] S3002、将所述YUV深度图像转换为RGB深度图像；
[0010] S3003、将所述RGB深度图像经JPEG压缩编码模块进行压缩编码后输出；
[0011] S400、接收所述RGB深度图像，经JPEG解压得到W伪彩色编码方式显示的高灰阶 深度图像。
【附图说明】
[0012] 图1是本发明一个实施例的整体流程图；
[0013] 图2是本发明一个实施例的灰阶等级划分示意图；
[0014] 图3是本发明一个实施例的伪彩色编码流程图；
[0015] 图4是本发明一个实施例的高灰阶深度图像两通道伪彩色编码效果图；
[0016] 图5是本发明一个实施例的S通道伪彩色编码曲线示意图；
[0017] 图6是本发明一个实施例的高灰阶深度图像=通道伪彩色编码效果图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。
[0019] 图1所示为本发明实施例一种高灰阶深度图像显示方法的整体流程图。为了清楚 地说明，下面结合图2,图3,图4,图5,图6描述该方法。
[0020] 在一个实施例中，公开了一种高灰阶深度图像的显示方法；
[0021] 所述方法通过伪彩色编码方法把高灰阶深度图像映射到RG二通道或RGBS通道 上进行深度图像增强显示，所述方法包括W下步骤：
[0022] S100、将高灰阶深度图像对应的深度信息映射到RG或者RGB通道生成RGB深度图 像；
[0023] S200、将所述RGB深度图像转换为YUV深度图像，将所述YUV深度图像WYUV422 格式输出；
[0024] S300、接收所述YUV深度图像，通过JPEG编码USB驱动模块，将所述YUV深度图像 转换为RGB深度图像，并经JPEG压缩编码、USB驱动，将RGB深度图像通过免驱动USB接口 输出；
[00巧]S400、设备接收与显示端利用免驱动USB摄像头显示软件接收所述RGB深度图像， 经JPEG解压得到W伪彩色编码方式显示的高灰阶深度图像。
[00%] 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8bitsW上， 如9、10、11、12、13、14、15、1化its,对应精度可达毫米级的深度值信息。灰阶是对图像亮度 (灰度信息）进行一定等级的区间划分，图为灰阶等级划分示意图，灰阶等级越少所表达的 深度图像细节越粗糖，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。
[0027] 本实施例所述一种高灰阶深度图像的显示方法通过伪彩色编码方法将高灰阶深 度图像经一定的计算处理映射到RG二通道或RGBS通道上进行深度图像增强显示，如图3 所示，并在设备接收与显示端（一般只能显示24bits的RGB数据）W可视化显示方式尽可 能地直观展示高灰阶深度图像的细节，突显深度精度。
[0028] 在一个实施例中，所述步骤S100具体包括：将所述高灰阶深度图像的高8位数据 存储在RGB图像的G通道中；所述高灰阶深度图像剩余的低位数据与高8位进行计算处理 后放在RGB图像的R通道中，将RGB图像的B通道置0,生成RGB深度图像。
[0029] 在本实施例中，将所述灰阶深度图像的像素值表示为Gray[n，0];所述高灰阶深 度图像的高8位数据表示为Gray[n，n-7];所述高灰阶深度图像剩余的的低位数据表示为 Gray[n-8,0];其中n为8、9、10、11、12、13、14、15。在本实施例中，由于高位高灰阶深度图像 数据主要体现了 =维空间场景的深度灰度变化趋势，而低位深度图数据主要体现了 =维空 间场景的深度细节信息，因此将Gray[n，0]的高8位（即Gray[n，n-7])放在RGB的G通道 中作为基色，剩余的低位（即Gray[n-8,0])与高8位数据进行一定的计算处理后放在RGB 的R通道中，作为RG两通道的色差数据来凸显图像细节部分，而对B通道则置零。进一步， 利用下式生成RGB深度图像，
[0030]
[0031] 其中，temp代表所述高灰阶深度图像的高8位数据；R、G、B分别代表RGB深度图 像的R、G、B分量。
[0032] 在一个实施例中，所述步骤S100具体包括：将所述高灰阶深度图像的高8位数据 与剩余的低位数据进行计算处理，分别放入RGB=通道中，生成RGB深度图像。
[0033] 在本实施例中，将所述灰阶深度图像的像素值表示为Gray[n，0];所述高灰阶深 度图像的高8位数据表示为Gray[n，n-7];所述高灰阶深度图像剩余的的低位数据表示为 Gray[n-8,0];其中n为 8、9、10、11、12、13、14、15。
[0034] 在本实施例中，高灰阶深度图像与RGBS通道伪彩色深度图的对应关系，如图5所 示。在RGBS通道伪彩色显示方法中，采用固定范围伪彩色编码，在灰度[x2:25引的灰度 区间进行灰度转色度R编码，在[XI:25引的灰度区间进行灰度转G编码，在[0 :xl]的灰度 区间进行灰度转色度B编码，再将运=种色度进行合成即可完成固定范围的灰度伪彩色编 码过程。可W看出在对应的范围内，灰度图转换为对应彩色信息是线性的变化，因此在每个 彩色信息主色调范围内，对应显示出了深度距离的变化，然后再通过不同颜色进一步显示 深度图的距离变化，可W更加直观的感受=维空间的景深程度，运种线性的变化也有利于 接收端对深度数据的一定恢复。
[0035] 在一个实施例中，利用下边的公式生成RGB图像；
[0036]
[0037] 上式中temp表示所述高灰阶深度图像的高8位数据；low表示所述高灰阶深度图 像剩余的低位数据；
[0040]
[0041] 上式中，R、G、B分别代表RGB深度图像的R、G、B分量。
[0042] 现在W12bits高灰阶深度图像为例来解释本实施例，将12bits高灰阶深度数据 分为4个不同的区间，在不同的区间进行不同的转换，高灰阶深度图像表示的=维场景深 度由远及近时灰度值逐渐变大，图像亮度逐渐增强，对应转换后的RGB=通道伪彩色深度 图在远处主要表现为蓝色程度变化，随着深度的减小，逐渐经过绿色变化、黄色变化的过 渡，当距离更近时则体现为红色程度的变化，如图6所示，运种=通道伪彩色表示的高灰阶 深度图像W不同的色溫信息更加直观的体现了深度景深空间的变化。
[0043] 在一个实施例中，步骤S300中所述的JPEG编码模块包括第S方设计的、用于免驱 动USB摄像头的JPEG编码忍片。
[0044] 在一个实施例中，步骤S400中利用免驱动U