CN118233617A - 一种双目成像设备的调节方法、装置和计算机设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种双目成像设备的调节方法、装置和计算机设备。所述方法包括:获取双目成像设备聚焦的左图像和右图像;确定左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图;基于深度分布图,确定双目成像设备的立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围;基于立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围,确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围;通过控制双目成像设备的左右光学通道的聚焦点在可移动范围内移动,对当前立体视觉的景深进行拓展。采用本方法能够解决现有技术通过缩小某一个光学通道的光圈的成像设备调节方式,无法达到景深要求的问题。
Description
技术领域
本申请涉及成像设备技术领域,特别是涉及一种双目成像设备的调节方法、装置和计算机设备。
背景技术
随着科学技术的发展,立体成像设备逐渐受到重视,其中,用于近距离拍摄的立体成像设备在医疗领域逐渐被应用。例如,立体内窥镜、立体显微镜等医疗观察设备。但是常规的医疗立体成像设备,获取到的景深往往较浅,无法满足手术中对手术视野景深的要求,因此,需要对立体成像设备进行立体视觉的景深拓展。
现有的立体视觉的景深拓展,主要是通过对左右视角通道应用不同大小的光圈,即保证某一个光圈不变以保证此光学通道的图像的分辨率,缩小另一个光圈的大小以增加此光学通道的图像的景深,进而利用双眼竞争的跨视差模糊抑制作用,得到拓展后的景深的图像。而采用对左右光学通道应用不同大小的光圈进行景深扩展的过程中,因为光圈的缩小,会导致缩小的光圈所对应的光学通道的光通量减小,当光通量减少到一定条件时,会因为左右眼的图像光通量的差异,对人脑内的立体视觉融合效果产生不利的影响。此时,若立体视觉的景深仍没有达到手术视野景深的要求时,无法通过继续缩小某一个光圈,来对立体视觉进行进一步景深拓展。
然而,针对现有的通过缩小某一个光学通道的光圈的双目成像设备调节方式,无法达到立体视觉的景深拓展要求的问题,目前仍没有提出有效的解决方案。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种双目成像设备的调节方法、装置和计算机设备。
第一方面,本申请提供了一种双目成像设备的调节方法。所述方法包括以下步骤:
获取所述双目成像设备聚焦的左图像和右图像;
确定所述左图像和所述右图像的公共感兴趣区域的深度分布图;所述左图像和所述右图像的公共感兴趣区域,为所述左图像的感兴趣区域和所述右图像的感兴趣区域的重叠区域;
基于所述深度分布图,确定所述双目成像设备的立体视觉的基准平面和所述立体视觉的景深范围;
基于所述立体视觉的基准平面和所述立体视觉的景深范围,确定所述双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围;
通过控制所述双目成像设备的左右光学通道的聚焦点在所述可移动范围内移动,对当前立体视觉的景深进行拓展。
在其中一个实施例中,所述获取所述双目成像设备聚焦的左图像和右图像,包括以下步骤:
利用清晰度评价函数,获取所述双目成像设备的聚焦电机移动的过程中,所述双目成像设备的左右光学通道所拍摄到的图像的清晰度值,以及所述清晰度值所对应的聚焦电机的位置;
基于所述双目成像设备的所述聚焦电机移动的过程中,所述双目成像设备的左右光学通道所拍摄到的图像的清晰度值,以及所述清晰度值所对应的聚焦电机的位置,得到所述双目成像设备的左光学通道所拍摄到的清晰度值最高的图像所对应的第一聚焦电机的位置和右光学通道所拍摄到的清晰度值最高的图像所对应的第二聚焦电机的位置;
将所述左光学通道在所述第一聚焦电机的位置下所拍摄到的图像作为所述双目成像设备聚焦的所述左图像;将所述右光学通道在所述第二聚焦电机的位置下所拍摄到的图像作为所述双目成像设备聚焦的所述右图像。
在其中一个实施例中,所述确定所述左图像和所述右图像的公共感兴趣区域的深度分布图,包括以下步骤:
利用双目测距原理,确定所述左图像和所述右图像的公共感兴趣区域的深度分布图。
在其中一个实施例中,所述利用双目测距原理,确定所述左图像和所述右图像的公共感兴趣区域的深度分布图,包括以下步骤:
利用立体匹配算法,获取所述左图像的感兴趣区域和所述右图像的感兴趣区域之间的视差;
基于所述视差,利用三角测量原理,得到所述左图像和所述右图像的公共感兴趣区域的所述深度分布图。
在其中一个实施例中,所述基于所述深度分布图,确定所述双目成像设备的立体视觉的基准平面和所述立体视觉的景深范围,包括以下步骤:
基于所述深度分布图,确定被拍摄物体的平均深度和所述被拍摄物体的深度范围;
将所述被拍摄物体的平均深度,作为所述立体视觉的基准平面;
基于所述被拍摄物体的景深范围,确定所述立体视觉的景深范围。
在其中一个实施例中,所述基于所述立体视觉的基准平面和所述立体视觉的景深范围,确定所述双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围,包括以下步骤:
基于所述立体视觉的基准平面,以及预设的第一预留容差和预设的第二预留容差,确定左光学通道的近景点限制条件和右光学通道的远景点的限制条件;所述左光学通道的近景点的限制条件,为小于或等于所述基准平面减去所述预设的第一预留容差的值;所述右光学通道的远景点的限制条件,为大于或等于所述基准平面加上所述预设的第二预留容差的值;
基于所述立体视觉的景深范围,确定所述左光学通道的远景点的限制条件和所述右光学通道的近景点的限制条件;所述左光学通道的远景点的限制条件,为小于或等于所述景深范围的最大值;所述右光学通道的近景点的限制条件,为大于或等于所述景深范围的最小值;
基于左右光学通道的所述近景点的限制条件和所述远景点的限制条件,以及预设的前景深和后景深的计算方式,确定所述双目成像设备的所述左右光学通道的聚焦点的可移动范围。
在其中一个实施例中,在基于所述立体视觉的基准平面和所述立体视觉的景深范围,确定所述双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围之后,包括以下步骤:
根据所述立体视觉的基准平面和左右所述光学通道的聚焦点的可移动范围,对所述双目成像设备的左右所述光学通道的镜头,按照预设的电机步数进行标定。
在其中一个实施例中,还包括以下步骤:
在将所述双目成像设备的左右光学通道的聚焦点在可移动范围内移动后,若当前立体视觉的景深达不到预设的目标要求时,缩小所述双目成像设备的一路或多路光学通道的光圈,直至当前立体视觉的景深达到所述预设的目标要求或所述双目成像设备的光学通道的光圈缩小至预设的极限值为止。
第二方面,本申请还提供了一种双目成像设备的调节装置。所述装置包括:
获取模块,用于获取所述双目成像设备的左图像和右图像;
分布确定模块,用于确定所述左图像和所述右图像的公共感兴趣区域的深度分布图;所述左图像和所述右图像的公共感兴趣区域,为所述左图像的感兴趣区域和所述右图像的感兴趣区域的重叠区域;
景深确定模块,用于基于所述深度分布图,确定所述双目成像设备的立体视觉的基准平面和所述立体视觉的景深范围;
范围确定模块,用于基于所述立体视觉的基准平面和所述立体视觉的景深范围,确定所述双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围;
以及调节模块,用于通过控制所述双目成像设备的左右光学通道的聚焦点在所述可移动范围内移动,对当前立体视觉的景深进行拓展。
第三方面,本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述的双目成像设备的调节方法。
上述双目成像设备的调节方法、装置和计算机设备,通过获取双目成像设备聚焦的左图像和右图像,确定左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图,进而基于深度分布图,确定双目成像设备的立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围,然后基于立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围,确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围,并通过控制双目成像设备的左右光学通道的聚焦点在可移动范围内移动,对当前立体视觉的景深进行拓展。其通过确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围,并在可移动范围内移动左右光学通道的聚焦点,实现对立体视觉的景深扩展,达到立体视觉的目标景深的要求,解决了现有技术通过缩小某一个光学通道的光圈的双目成像设备调节方式,无法达到立体视觉的景深拓展要求的问题。
本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出,以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本申请一实施例提供的双目成像设备的调节方法的终端的硬件结构框图;
图2为本申请一实施例提供的双目成像设备的调节方法的流程图;
图3为本申请一实施例提供的双目成像设备的模型俯视图表示的三角测量原理的示意图;
图4为本申请一实施例提供的双目成像设备的左右光学通道的示意图;
图5为本申请一优选实施例提供的双目成像设备的调节方法的流程图;
图6为本申请一实施例提供的双目成像设备的调节装置的结构框图。
具体实施方式
为更清楚地理解本申请的目的、技术方案和优点,下面结合附图和实施例,对本申请进行了描述和说明。
除另作定义外,本申请所涉及的技术术语或者科学术语应具有本申请所属技术领域具备一般技能的人所理解的一般含义。在本申请中的“一”、“一个”、“一种”、“该”、“这些”等类似的词并不表示数量上的限制,它们可以是单数或者复数。在本申请中所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变体,其目的是涵盖不排他的包含;例如,包含一系列步骤或模块(单元)的过程、方法和***、产品或设备并未限定于列出的步骤或模块(单元),而可包括未列出的步骤或模块(单元),或者可包括这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或模块(单元)。在本申请中所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并不限定于物理的或机械连接,而可以包括电气连接,无论是直接连接还是间接连接。在本申请中所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,“A和/或B”可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。通常情况下,字符“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系。在本申请中所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等,只是对相似对象进行区分,并不代表针对对象的特定排序。
在本实施例中提供的方法实施例可以在终端、计算机或者类似的运算装置中执行。比如在终端上运行,图1是本实施例的双目成像设备的调节方法的终端的硬件结构框图。如图1所示,终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102和用于存储数据的存储器104,其中,处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置。上述终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解,图1所示的结构仅为示意,其并不对上述终端的结构造成限制。例如,终端还可以包括比图1中所示更多或者更少的组件,或者具有与图1所示出的不同配置。
存储器104可用于存储计算机程序,例如,应用软件的软件程序以及模块,如在本实施例中的双目成像设备的调节方法对应的计算机程序,处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器,还可包括非易失性存储器,如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中,存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络包括终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中,传输设备106包括一个网络适配器(NetworkInterface Controller,简称为NIC),其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中,传输设备106可以为射频(Radio Frequency,简称为RF)模块,其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
在本实施例中提供了一种双目成像设备的调节方法,图2是本实施例的双目成像设备的调节方法的流程图,如图2所示,该流程包括如下步骤:
步骤S210,获取双目成像设备聚焦的左图像和右图像。
上述双目成像设备,可以是双目立体成像设备,例如,可以是双目立体内窥镜或双目立体显微镜等设备。上述双目成像设备,包括左右两路光学通道,具体可以包括左光学通道和右光学通道。上述双目成像设备聚焦的左图像,可以是双目成像设备的左光学通道所拍摄到的清晰度最高的图像。上述双目成像设备聚焦的右图像,可以是双目成像设备的右光学通道所拍摄到的清晰度最高的图像。本步骤通过获取左光学通道所拍摄到的清晰度最高的左图像和右光学通道所拍摄到的清晰度最高的右图像,便于后续根据左图像和右图像,确定左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图。
步骤S220,确定左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图;左图像和右图像的公共感兴趣区域,为左图像的感兴趣区域和右图像的感兴趣区域的重叠区域;
其中,上述感兴趣区域,可以是图像中需要重点关注的区域。例如,可以是医生手术时需要重点关注的部位的区域。在确定左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图的过程中,首先需要确定左图像的感兴趣区域和右图像的公共感兴趣区域,进而将左图像的感兴趣区域和右图像的感兴趣区域的重叠区域,作为左图像和右图像的公共感兴趣区域,然后,确定左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图。其中,确定图像的感兴趣区域的过程,可以是利用器械操作区域识别方法来确定图像的感兴趣区域。需要说明的是,上述确定图像的感兴趣区域的方式,可以是深度学习方式,还可以是其他传统算法,本实施例在此不做具体限定,只要能够确定图像中的感兴趣区域即可。本步骤通过获取左图像和右图像的公共感兴趣区域,进而得到左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图,通过仅获取公共感兴趣区域的深度分部图,减少获取深度分布图的过程中的计算量。
步骤S230,基于深度分布图,确定双目成像设备的立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围。
在本步骤中,上述立体视觉的基准平面,可以将双目成像设备的左右光学通道所拍摄到的图像中的被拍摄物体的平均深度,作为双目成像设备的立体视觉的基准平面。其中,上述平均深度,可以是双目成像设备的左右光学通道所拍摄到的图像中的被拍摄物体的最大深度和最小深度的平均值。上述景深,可以是在聚焦点确定的情况下,在聚焦点前后有一段清晰的成像范围,这个清晰的成像范围为景深。上述确定立体视觉的景深范围,可以是:基于深度分布图,确定深度分布图中的被拍摄物体的最大深度和被拍摄物体的最小深度;基于被拍摄物体的最大深度和被拍摄物体的最小深度,确定立体视觉的景深范围。本步骤通过获取双目成像设备的立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围,便于后续根据立体视觉度的基准平面和立体视觉的景深范围来确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围。
步骤S240,基于立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围,确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围。
因为双目成像设备包括左光学通道和右光学通道两个光学通道。每个光学通道均能够得到一个景深模型。每个景深模型的景深均包括前景深和后景深。前景深为当前通道的聚焦点到近点的清晰的成像范围。后景深为当前通道的聚焦点到远点的清晰的成像范围。其中,远点,可以为景深模型中的景深所确定的范围距离镜头最远的点。近点,可以为景深模型中的景深所确定的范围距离镜头最近的点。本实施例可以将左光学通道的聚焦点向远景方向移动,将右光学通道的聚焦点向近景方向移动。上述远景方向,可以是景深模型中的远点向远离镜头的方向。上述近景方向,可以是景深模型中近点向靠近镜头的方向。可以通过将左光学通道的聚焦点向远景方向移动,将右光学通道的聚焦点向近景方向移动,实现左光学通道的远景点向立体视觉的景深范围的最大值拓展,右光学通道的近景点向立体视觉的景深范围的最小值拓展。
在此过程中,为了避免因为双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的移动,致使左光学通道的近景点所对应的深度值大于右光学通道的远景点所对应的深度值,使得左光学通道的近景点与右光学通道的远景点之间不存在景深重叠,导致利用双眼竞争的跨视差模糊抑制作用得到的立体图像存在基准平面附近模糊,远景近景两端清晰的情况,因此,需要首先保证左光学通道的近景点和右光学通道的远景点在基准平面附近有景深重叠。
另外,为了避免因为双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的移动范围过大,致使左光学通道的远景点的值大于立体视觉的景深范围的最大值,或者是右光学通道的近景点所对应的景深值小于立体视觉的景深范围的最小值,导致利用双眼竞争的跨视差模糊抑制作用得到的立体图像远超被拍摄物体的景深范围,浪费景深的情况,需要保证左光学通道的远景点所对应的景深值小于或等于立体视觉的景深范围的最大值,且,右光学通道的近景点所对应的景深值大于或等于立体视觉的景深范围的最小值。
其中,上述左光学通道的近景点,可以是左光学通道的景深模型的近点。上述左光学通道的远景点,可以是左光学通道的景深模型的远点。上述右光学通道的近景点,可以是右光学通道的景深模型的近点。上述右光学通道的远景点,可以是右光学通道的景深模型的远点。
上述确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围,可以是在满足左光学通道的近景点和右光学通道的远景点在基准平面附近有景深重叠,以及满足左光学通道的远景点所对应的景深值小于或等于立体视觉的景深范围的最大值,右光学通道的近景点所对应的景深值大于或等于立体视觉的景深范围的最小值这两个条件下的聚焦点的可移动范围。
需要说明的是,本实施例是采用将左光学通道的聚焦点向远景方向移动,将右光学通道的聚焦点向近景方向移动的方式,来实现对双目成像设备的景深的拓展,也可以采用将左光学通道的聚焦点向近景方向移动,将右光学通道的聚焦点向远景方向移动的方式,来实现对双目成像设备的景深的拓展。
本步骤根据立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围,确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围,进而实现通过对双目成像设备的左右光学通道的聚焦点在可移动范围内移动,来实现对当前的双目成像设备所拍摄的图像的立体视觉的景深拓展。
步骤S250,通过控制双目成像设备的左右光学通道的聚焦点在可移动范围内移动,对当前立体视觉的景深进行拓展。
本步骤通过控制双目成像设备的左右光学通道的两个聚焦点在可移动范围内向不同的方向移动,控制双目成像设备的左光学通道所拍摄到的图像的立体视觉的范围增加,进而实现当前立体视觉的景深的拓展。另外,采用移动聚焦点来拓展景深的方式,并不会导致双目成像设备获取到的图像的分辨率降低,可以在保证图像分辨率的情况下,实现对双面成像设备的立体视觉的景深拓展。
上述步骤S210至步骤S250,通过获取双目成像设备聚焦的左图像和右图像,确定左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图,进而基于深度分布图,确定双目成像设备的立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围,然后基于立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围,确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围,并通过控制双目成像设备的左右光学通道的聚焦点在可移动范围内移动,对当前立体视觉的景深进行拓展。其通过确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围,并在可移动范围内移动左右光学通道的聚焦点,实现对立体视觉的景深扩展,达到立体视觉的景深要求,解决了现有技术通过缩小某一个光学通道的光圈的成像设备调节方式,无法达到立体视觉的景深拓展要求的问题。
其中,在一个实施例中,步骤S210,获取双目成像设备聚焦的左图像和右图像,包括以下步骤:
步骤S212,利用清晰度评价函数,获取双目成像设备的聚焦电机移动的过程中,双目成像设备的左右光学通道所拍摄到的图像的清晰度值,以及清晰度值所对应的聚焦电机的位置。
上述清晰度评价函数,可以是用于指导双目成像设备的聚焦电机得到清晰度最高的聚焦电机的位置的方法。其中,清晰度评价函数具有单峰性、灵敏度高、鲁棒性强、实时性、通用性等特点。上述清晰度评价函数,可以是典型的变换域图像清晰度评价函数。具体可以是基于傅里叶变换、基于离散余弦变换或基于小波变换的清晰度评价函数中的一种。通过聚焦电机,可以实现成像镜组的镜片的位置移动,进而实现聚焦点的位置移动。聚焦电机的位置和聚焦点的位置之间存在映射关系。本实施例通过双目成像设备的聚焦电机的移动,实现对双目成像设备的聚焦点的变换。上述获取双目成像设备的左右光学通道所拍摄到的图像的清晰度值,可以是获取双目成像设备的左光学通道所拍摄到的图像在不同的聚焦电机的位置下的清晰度值和获取双目成像设备的右光学通道所拍摄到的图像在不同的聚焦电机的位置下的清晰度值。本步骤通过实时获取双目成像设备的左右光学通道所拍摄到的图像在不同的聚焦电机的位置下所对应的清晰度值,便于获取左光学通道的第一聚焦电机的位置和右光学通道的第二聚焦电机的位置。
步骤S214,基于双目成像设备的聚焦电机移动的过程中,双目成像设备的左右光学通道所拍摄到的图像的清晰度值,以及清晰度值所对应的聚焦电机的位置,得到双目成像设备的左光学通道所拍摄到的清晰度值最高的图像所对应的第一聚焦电机的位置和右光学通道所拍摄到的清晰度值最高的图像所对应的第二聚焦电机的位置。
本步骤通过获取左光学通道所拍摄到的清晰度值最高的图像所对应的第一聚焦电机的位置和右光学通道所拍摄到的清晰度值最高的图像所对应的第二聚焦电机的位置,确定双目成像设备聚焦的左图像和聚焦的右图像,进而根据双目成像设备聚焦的左图像和聚焦的右图像确定左光学通道未移动前的第一聚焦点和右光学通道未移动前的第二聚焦点,便于后续以第一聚焦点和第二聚焦点为初始位置进行左右光学通道的聚焦点的移动,也便于在第一聚焦电机的位置下获取清晰的左图像,在第二聚焦电机的位置下获取清晰的右图像,便于后续的深度分布图的计算。
步骤S216,将左光学通道在第一聚焦电机的位置下所拍摄到的图像作为双目成像设备聚焦的左图像;将右光学通道在第二聚焦电机的位置下所拍摄到的图像作为双目成像设备聚焦的右图像。
因为第一聚焦电机的位置是左光学通道所拍摄到的清晰度最高的图像所对应的聚焦电机的位置,因此左光学通道在第一聚焦电机的位置下能够拍摄到清晰度最高的图像,因此,可以将左光学通道在第一聚焦电机的位置下所拍摄到的图像作为双目成像设备聚焦的左图像。另外,因为第二聚焦电机的位置是右光学通道所拍摄到的清晰度最高的图像所对应的聚焦电机的位置,因此右光学通道在第二聚焦电机的位置下能够拍摄到清晰度最高的图像,因此,可以将右光学通道在第二聚焦电机的位置下所拍摄到的图像作为双目成像设备聚焦的右图像。
上述步骤S212至步骤S216,通过获取双目成像设备的左右光学通道所拍摄到的图像在不同的聚焦电机的位置下所对应的清晰度值,得到双目成像设备的左光学通道所拍摄到的清晰度值最高的左图像,和双目成像设备的右光学通道所拍摄到的清晰度值最高的右图像,便于后续根据左图像和右图像,确定左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图。
在一个实施例中,步骤S220,确定左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图,包括以下步骤:
步骤S222,利用双目测距原理,确定左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图。
上述双目测距原理,可以是通过双目成像设备的左右两个光学通道的视角下的像素位移(视差)来估计被拍摄物体的深度分布信息。
具体地,在一个实施例中,步骤S222,利用双目测距原理,确定左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图,包括以下步骤:
步骤S2222,利用立体匹配算法,获取左图像的感兴趣区域和右图像的感兴趣区域之间的视差。
上述利用立体匹配算法,获取左图像的感兴趣区域和右图像的感兴趣区域之间的视差,可以是在左图像的感兴趣区域内按照预设的大小任取第一区域块,并在右图像的感兴趣区域内按照预设的大小任意选取一个第二区域块,并将第二区域块在右图像的感兴趣区域内移动,直至移动后的第二区域块与第一区域块的相似度达到预设的相似度阈值,停止移动第二区域块,将此时的第二区域块与第一区域块之间的距离,作为第一区域块和移动后的第二区域块之间的视差,进而得到第一区域块上的像素点和移动后的第二区域块上的像素点之间的视差,采用此种方式,遍历左图像的感兴趣区域和右图像的感兴趣区域的像素点,可以得到左图像的感兴趣区域和右图像的感兴趣区域之间的视差。需要说明的是,上述预设的相似度阈值,可以根据具体需求而设定,本实施例在此不做具体限定。
步骤S2224,基于视差,利用三角测量原理,得到左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图。
在本步骤中,上述利用三角测量原理,得到左图像的感兴趣区域的深度分布图的具体计算过程如下:
首先,确定左光学通道的透镜光学中心OL和右光学通道的透镜光学中心OR,并基于左光学通道的透镜光学中心OL和右光学通道的透镜光学中心OR得到双目成像设备的基线距离b;其中,双目成像设备的基线距离b,为左光学通道的透镜光学中心OL和右光学通道的透镜光学中心OR之间的距离。
进而,确定左图像和右图像的公共感兴趣区域的点P在左光学通道的成像点PL,以及左图像和右图像的公共感兴趣区域的点P在右光学通道的成像点PR。
图3为双目成像设备的模型俯视图表示的三角测量原理的示意图,如图3所示,左图像和右图像的公共感兴趣区域的点P,到过OL和OR的直线作垂直,垂线与过OL和OR的直线的交点为K,垂线与过PL和PR的直线的交点为M。其中,设P(xo,yo,zo)是自然场景的拍摄空间坐标,Y轴垂直纸面向外,OLOR为X轴,PK为Z轴;PL(xL,yL)是点P在左路成像平面上的图像坐标,PR(xR,yR)是点P在右路成像平面上的图像坐标,Y轴是垂直于纸面向里。这里主要是将自然场景中的拍摄空间点(xo,yo,zo)转换成左右路成像平面上的对应图像点(xL,yL)和点(xR,yR)。
根据相似三角形理论,三角形PPLPR与三角形POLOR相似,即
其中,PLPR为点PL与点PR之间的距离,PLPR=b-d,d为视差,OLOR为点OL与点OR之间的距离b,PM为点P与点M之间的距离,PM=z-f,z为点P的深度,f为双目成像设备的光学通道的镜头焦距,PK=z。
基于此,利用三角测量原理,得到感兴趣区域的深度分布图z(x,y)的计算公式如下:
其中,d(x,y)为点(x,y)的视差,是特征点P(xo,yo,zo)在左图像的感兴趣区域的成像点PL(xL,yL)和右图像的感兴趣区域的成像点PR(xR,yR)之间的距离。
需要说明的是,若点(x,y)的视差d(x,y)为正值,则视差d(x,y)绝对值越大,点(x,y)所在的像素点处的深度越深,点(x,y)所在的像素点处的深度值z(x,y)越大;若点(x,y)所在的视差d(x,y)为负值,则视差d(x,y)绝对值越大,点(x,y)所在的像素点处的深度越浅,点(x,y)所在的像素点处的深度值z(x,y)越小;若对于点(x,y)所在的像素点的视差d(x,y)为零,则点(x,y)所在的像素点处为零视差。
上述步骤S2222至步骤S2224,通过立体匹配算法,获取左图像的感兴趣区域和右图像的感兴趣区域之间的视差,进而根据视差,利用三角测量原理,得到左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图,便于后续根据深度分布图,确定双目成像设备的立体视觉的基准平面和景深范围。
优选地,还可以利用预设的模型,构建左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图,上述预设的模型,可以为一般机器学习模型,也可以是神经网络模型。利用神经网络模型,构建左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图,可以首先获取深度分布图样本,利用样本对神经网络模型进行训练,得到训练完备的神经网络模型,利用训练完备的神经网络模型,构建左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图。
另外,在一个实施例中,步骤S230,基于深度分布图,确定双目成像设备的立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围,包括以下步骤:
步骤S232,基于深度分布图,确定被拍摄物体的平均深度和被拍摄物体的深度范围。
步骤S234,将被拍摄物体的平均深度,作为立体视觉的基准平面。
步骤S236,基于被拍摄物体的景深范围,确定立体视觉的景深范围。
上述基于被拍摄物体的景深范围,确定立体视觉的景深范围,可以是基于被拍摄物体的最大深度和被拍摄物体的最小深度,确定立体视觉的景深范围,具体可以是通过将被拍摄物体的最大深度加上预设的第三预留容差的值作为立体视觉的景深范围的最大值,将被拍摄物体的最小深度减去预设的第四预留容差的值作为立体视觉的景深范围的最小值;根据立体视觉的景深范围的最大值和立体视觉的景深范围的最小值,确定立体视觉的景深范围。其中,上述预设的第三预留容差和预设的第四预留容差,可以根据具体需求而具体限定,具体可以根据经验值来确定,只要保证立体视觉的景深范围的最大值与被拍摄物体的最大深度值相近且大于被拍摄物体的最大深度值,立体视觉的景深范围的最小值与被拍摄物体的最小深度值相近且小于被拍摄物体的最小深度值即可。
上述步骤S232至步骤S236,通过基于深度分布图,确定被拍摄物体的平均深度和被拍摄物体的深度范围,进而,根据被拍摄物体的平均深度,得到立体视觉的基准平面,利用被拍摄物体的景深范围,确定立体视觉的景深范围,便于后续根据立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围来确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围。
在一个实施例中,步骤S240,基于立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围,确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围,包括以下步骤:
步骤S242,基于立体视觉的基准平面,以及预设的第一预留容差和预设的第二预留容差,确定左光学通道的近景点限制条件和右光学通道的远景点的限制条件;左光学通道的近景点的限制条件,为小于或等于基准平面减去预设的第一预留容差的值;右光学通道的远景点的限制条件,为大于或等于基准平面加上预设的第二预留容差的值。
在本步骤中,上述左光学通道的近景点的限制条件的公式如下:
其中,Lnear为左光学通道的近景点的位置,LL为左光学通道的移动后的聚焦点的
位置,为左光学通道的前景深,Wo为基准平面,offset1为预设的第一预留容差。
上述右光学通道的远景点的限制条件的公式如下:
其中,Rfar为右光学通道的远景点的位置,LR为右光学通道的移动后的聚焦点的
位置,为右光学通道的后景深,offset2为预设的第二预留容差。
本步骤通过确定左光学通道的近景点限制条件和右光学通道的远景点的限制条件,保证左光学通道的近景点和右光学通道的远景点在基准平面附近有景深重叠。
步骤S244,基于立体视觉的景深范围,确定左光学通道的远景点的限制条件和右光学通道的近景点的限制条件;左光学通道的远景点的限制条件,为小于或等于景深范围的最大值;右光学通道的近景点的限制条件,为大于或等于景深范围的最小值。
在本步骤中,上述左光学通道的远景点的限制条件的公式如下:
其中,Lfar为左光学通道的远景点的位置,为左光学通道的后景深,Wfar为
景深范围的最大值,offset3为预设的第三预留容差。
上述右光学通道的近景点的限制条件的公式如下:
其中,Rnear为右光学通道的近景点的位置,为右光学通道的前景深,Wnear
为景深范围的最小值,offset4为预设的第四预留容差。
本步骤通过确定左光学通道的远景点的限制条件和右光学通道的近景点的限制条件,使得左光学通道的远景点所对应的景深值小于或等于立体视觉的景深范围的最大值,右光学通道的近景点所对应的景深值大于或等于立体视觉的景深范围的最小值,避免左光学通道的远景点所对应的景深过大,或右光学通道的近景点所对应的景深过小,而导致景深拓展过度的情况。
步骤S246,基于左右光学通道的近景点的限制条件和远景点的限制条件,以及预设的前景深和后景深的计算方式,确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围。
上述前景深,可以是聚焦点位置与近景点之间的景深。上述后景深,可以是聚焦点位置与远景点之间的景深。
上述预设的前景深的计算公式如下:
其中,F为镜头的拍摄光圈值,δ为容许弥散圆直径,L为拍摄距离,f为镜头焦距。
上述预设的后景深的计算公式如下:
需要说明的是,本实施例中的前景深可以包括左光学通道的前景深和右光学通道的前景深。本实施例中的后景深可以包括左光学通道的后景深和右光学通道的后景深。
上述基于左右光学通道的近景点的限制条件和远景点的限制条件,以及预设的前景深和后景深的计算方式,确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围,可以是基于左光学通道的近景点的限制条件和远景点的限制条件,以及预设的前景深和后景深的计算方式,确定双目成像设备的左光学通道的聚焦点的可移动范围;基于右光学通道的近景点的限制条件和远景点的限制条件,以及预设的前景深和后景深的计算方式,确定双目成像设备的右光学通道的聚焦点的可移动范围。
具体过程如下,基于左光学通道的近景点的限制条件,可以得到左光学通道的聚焦点的第一位置限制条件为:
即:
进而,基于左光学通道的远景点的限制条件,可以得到左光学通道的聚焦点的第二位置限制条件为:
即:
因此,基于左光学通道的聚焦点的第一位置限制条件和第二位置限制条件,可以确定左光学通道的聚焦点的可移动范围为:
基于右光学通道的远景点的限制条件,可以得到右光学通道的聚焦点的第一位置限制条件为:
即:
基于右光学通道的近景点的限制条件,可以得到右光学通道的聚焦点的第二位置限制条件为:
即:
因此,基于右光学通道的聚焦点的第一位置限制条件和第二位置限制条件,可以确定右光学通道的聚焦点的可移动范围为:
上述步骤S242至步骤S246,通过立体视觉的基准平面,以及预设的第一预留容差和预设的第二预留容差,确定左光学通道的近景点限制条件和右光学通道的远景点的限制条件,进而,基于立体视觉的景深范围,确定左光学通道的远景点的限制条件和右光学通道的近景点的限制条件,最终,基于左右光学通道的近景点的限制条件和所述远景点的限制条件,以及预设的前景深和后景深的计算方式,确定双目成像设备的所述左右光学通道的聚焦点的可移动范围。其通过确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围,进而实现通过对双目成像设备的左右光学通道的聚焦点在可移动范围内移动,来实现对当前的双目成像设备所拍摄的图像的立体视觉的景深拓展。
图4为本实施例的双目成像设备的左右光学通道的示意图。其中,双目成像设备包括左光学通道和右光学通道,左光学通道的光圈1、聚焦点2、远景点3和近景点4,右光学通道的光圈5、聚焦点6,远景点7和近景点8,以及基准平面9之间的位置关系如图4所示。
其中,在一个实施例中,在步骤S240之后,包括以下步骤:
步骤S248,根据立体视觉的基准平面和左右光学通道的聚焦点的可移动范围,对双目成像设备的左右光学通道的镜头,按照预设的电机步数进行标定。
为了加快实时预览时的调整速度和精度,减少实时计算量,可以根据立体视觉的基准平面和左右光学通道的聚焦点的可移动范围,对双目成像设备的左右光学通道的镜头按照预设的电机步数进行标定。
上述按照预设的电机步数进行标定,可以包括按照预设的变焦电机步数进行标定和按照预设的聚焦电机步数进行标定。
具体地,上述对双目成像设备的左右光学通道的镜头按照预设的电机步数进行标定,可以是对双目成像设备的左光学通道的镜头按照预设的第一变焦电机步数进行标定,以控制变焦电机驱动到预设放大倍数,并记录聚焦点在基准平面时的第一聚焦电机步数,以及左光学通道的聚焦点移动到距离基准平面最远的情况时所对应的第二聚焦电机步数。进而,对双目成像设备的右光学通道的镜头按照预设的第二变焦电机步数进行标定,以控制变焦电机驱动到预设放大倍数,并记录聚焦点在基准平面时的第三聚焦电机步数,以及右光学通道的聚焦点移动到距离基准平面最远的情况时所对应的第四聚焦电机步数。
在一个实施例中,还包括:
在将双目成像设备的左右光学通道的聚焦点在可移动范围内移动后,若当前立体视觉的景深达不到预设的目标要求时,缩小双目成像设备的一路或多路光学通道的光圈,直至当前立体视觉的景深达到预设的目标要求或双目成像设备的左右光学通道的光圈缩小至预设的极限值为止。
在缩小双目成像设备的一路或多路光学通道的光圈的过程中,缩小光圈的优先级如下:
(1)当只缩小一路光学通道的光圈时,优选向景深范围的最大值方向扩展的光学通道的光圈。根据前景深和后景深的计算公式可知,拍摄距离L越大,景深越大。因此优先缩小向景深范围的最大值方向扩展的光学通道的光圈,能够获取更大的景深拓展。
(2)当只缩小一路光学通道的光圈达不到目标的景深要求时,缩小多路光学通道的光圈。
上述预设的目标要求,可以是预设的景深的要求,具体可以是在双目成像设备的使用过程中对视野景深的要求。上述预设的极限值,可以是预设的光圈缩小阈值,可以是缩小后的光圈所对应的光学通道拍摄到的图像的信噪比降低阈值,还可以是缩小后的光圈所对应的光学通道拍摄到的图像的亮度降低阈值。上述缩小双目成像设备的一路或多路光学通道的光圈,可以是仅缩小双目成像设备的左光学通道的光圈,可以是仅缩小双目成像设备的右光学通道的光圈,还可以是同时缩小双目成像设备的左光学通道的光圈和右光学通道的光圈。
在现有的景深拓展方式中,通过缩小双目成像设备的某一光学通道的光圈,来拓展立体视觉度的景深,但是当光圈缩小到第一光圈阈值时,因为缩小后的光圈的光通量不足,会导致左右光学通道的亮度差异过大,此时人眼能够察觉到左右眼图像的差异,对人脑内立体视觉的融合效果产生不利的影响,会出现眼睛疲劳、头晕等异常反应。因此,本实施例首先确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围,并将双目成像设备的左右光学通道的聚焦点在可移动范围内移动,以初步拓展立体视觉的景深范围,避免了直接通过缩小光圈来对双目成像设备的立体视觉的景深拓展,对人脑内立体视觉的融合效果产生不利的影响。只有在通过移动左右光学通道的聚焦点来拓展立体视觉的景深,达不到预设的目标要求时,采用缩小双目成像设备的左右光学通道的光圈,对当前立体视觉的景深进行第二次拓展,直至当前立体视觉的景深达到预设的目标要求或双目成像设备的左右光学通道的光圈缩小至预设的极限值为止。可见,本实施例采用的方式,景深拓展范围可以是移动聚焦点的景深范围和缩小光圈的景深范围之和,采用此种方式,扩大了景深的范围。
下面通过优选实施例对本实施例进行描述和说明。
图5是本申请一优选实施例提供的双目成像设备的调节方法的流程图。如图5所示,该双目成像设备的调节方法包括以下步骤:
步骤S510,获取双目成像设备聚焦的左图像和右图像;
步骤S520,利用双目测距原理,确定左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图;
步骤S530,基于深度分布图,确定双目成像设备的立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围;
步骤S540,基于立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围,确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围;
步骤S550,通过控制双目成像设备的左右光学通道的聚焦点在可移动范围内移动,对当前立体视觉的景深进行拓展;
步骤S560,在将双目成像设备的左右光学通道的聚焦点在可移动范围内移动后,若当前立体视觉的景深达不到预设的目标要求时,缩小双目成像设备的一路或多路光学通道的光圈,直至当前立体视觉的景深达到预设的目标要求或双目成像设备的光学通道的光圈缩小至预设的极限值为止。
上述步骤S510至步骤S560,通过获取双目成像设备聚焦的左图像和右图像,确定左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图,进而基于深度分布图,确定双目成像设备的立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围,然后基于立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围,确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围,并通过控制双目成像设备的左右光学通道的聚焦点在可移动范围内移动,对当前立体视觉的景深进行拓展,并在将双目成像设备的左右光学通道的聚焦点在可移动范围内移动后,当前立体视觉的景深仍达不到预设的目标要求,缩小双目成像设备的一路或多路光学通道的光圈,直至当前立体视觉的景深达到预设的目标要求或双目成像设备的光学通道的光圈缩小至预设的极限值为止。其通过确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围,并在可移动范围内移动左右光学通道的聚焦点,实现对立体视觉的景深进行初步扩展,并在通过移动聚焦点仍不能达到预设的目标要求时,通过缩小双目成像设备的一路或多路光学通道的光圈来对立体视觉的景深进行再次拓展,达到立体视觉的景深的要求,解决了现有技术通过缩小某一个光学通道的光圈的成像设备调节方式,无法达到立体视觉的景深拓展要求的问题。
应该理解的是,虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思,在本实施例中还提供了一种双目成像设备的调节装置,该装置用于实现上述实施例及优选实施方式,已经进行过说明的不再赘述。以下所使用的术语“模块”、“单元”、“子单元”等可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管在以下实施例中所描述的***较佳地以软件来实现,但是硬件,或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
在一个实施例中,图6是本申请一实施例提供的双目成像设备的调节装置的结构框图,如图6所示,该双目设备的调节装置,包括:
获取模块61,用于获取双目成像设备的左图像和右图像;
分布确定模块62,用于确定左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图;左图像和右图像的公共感兴趣区域,为左图像的感兴趣区域和右图像的感兴趣区域的重叠区域;
景深确定模块63,用于基于深度分布图,确定双目成像设备的立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围;
范围确定模块64,用于基于立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围,确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围;
以及调节模块65,用于通过控制双目成像设备的左右光学通道的聚焦点在可移动范围内移动,对当前立体视觉的景深进行拓展。
上述双目成像设备的调节装置,通过获取双目成像设备聚焦的左图像和右图像,确定左图像和右图像的公共感兴趣区域的深度分布图,进而基于深度分布图,确定双目成像设备的立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围,然后基于立体视觉的基准平面和立体视觉的景深范围,确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围,并通过控制双目成像设备的左右光学通道的聚焦点在可移动范围内移动,对当前立体视觉的景深进行拓展。其通过确定双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围,并在可移动范围内移动左右光学通道的聚焦点,实现对立体视觉的景深的扩展,达到立体视觉的景深的要求,解决了现有技术通过缩小某一个光学通道的光圈的双目成像设备调节方式,无法达到立体视觉的景深拓展要求的问题。
需要说明的是,上述各个模块可以是功能模块也可以是程序模块,既可以通过软件来实现,也可以通过硬件来实现。对于通过硬件来实现的模块而言,上述各个模块可以位于同一处理器中;或者上述各个模块还可以按照任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现上述实施例中的任意一种双目成像设备的调节方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory,MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory,FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory,PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限,RAM可以是多种形式,比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory,DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等,不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等,不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种双目成像设备的调节方法,其特征在于,所述方法包括:
获取所述双目成像设备聚焦的左图像和右图像;
确定所述左图像和所述右图像的公共感兴趣区域的深度分布图;所述左图像和所述右图像的公共感兴趣区域,为所述左图像的感兴趣区域和所述右图像的感兴趣区域的重叠区域;
基于所述深度分布图,确定所述双目成像设备的立体视觉的基准平面和所述立体视觉的景深范围;
基于所述立体视觉的基准平面和所述立体视觉的景深范围,确定所述双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围;
通过控制所述双目成像设备的左右光学通道的聚焦点在所述可移动范围内移动,对当前立体视觉的景深进行拓展。
2.根据权利要求1所述的双目成像设备的调节方法,其特征在于,所述获取所述双目成像设备聚焦的左图像和右图像,包括:
利用清晰度评价函数,获取所述双目成像设备的聚焦电机移动的过程中,所述双目成像设备的左右光学通道所拍摄到的图像的清晰度值,以及所述清晰度值所对应的聚焦电机的位置;
基于所述双目成像设备的所述聚焦电机移动的过程中,所述双目成像设备的左右光学通道所拍摄到的图像的清晰度值,以及所述清晰度值所对应的聚焦电机的位置,得到所述双目成像设备的左光学通道所拍摄到的清晰度值最高的图像所对应的第一聚焦电机的位置和右光学通道所拍摄到的清晰度值最高的图像所对应的第二聚焦电机的位置;
将所述左光学通道在所述第一聚焦电机的位置下所拍摄到的图像作为所述双目成像设备聚焦的所述左图像;将所述右光学通道在所述第二聚焦电机的位置下所拍摄到的图像作为所述双目成像设备聚焦的所述右图像。
3.根据权利要求1所述的双目成像设备的调节方法,其特征在于,所述确定所述左图像和所述右图像的公共感兴趣区域的深度分布图,包括:
利用双目测距原理,确定所述左图像和所述右图像的公共感兴趣区域的深度分布图。
4.根据权利要求3所述的双目成像设备的调节方法,其特征在于,所述利用双目测距原理,确定所述左图像和所述右图像的公共感兴趣区域的深度分布图,包括:
利用立体匹配算法,获取所述左图像的感兴趣区域和所述右图像的感兴趣区域之间的视差;
基于所述视差,利用三角测量原理,得到所述左图像和所述右图像的公共感兴趣区域的所述深度分布图。
5.根据权利要求1所述的双目成像设备的调节方法,其特征在于,所述基于所述深度分布图,确定所述双目成像设备的立体视觉的基准平面和所述立体视觉的景深范围,包括:
基于所述深度分布图,确定被拍摄物体的平均深度和所述被拍摄物体的深度范围;
将所述被拍摄物体的平均深度,作为所述立体视觉的基准平面;
基于所述被拍摄物体的景深范围,确定所述立体视觉的景深范围。
6.根据权利要求1所述的双目成像设备的调节方法,其特征在于,所述基于所述立体视觉的基准平面和所述立体视觉的景深范围,确定所述双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围,包括:
基于所述立体视觉的基准平面,以及预设的第一预留容差和预设的第二预留容差,确定左光学通道的近景点限制条件和右光学通道的远景点的限制条件;所述左光学通道的近景点的限制条件,为小于或等于所述基准平面减去所述预设的第一预留容差的值;所述右光学通道的远景点的限制条件,为大于或等于所述基准平面加上所述预设的第二预留容差的值;
基于所述立体视觉的景深范围,确定所述左光学通道的远景点的限制条件和所述右光学通道的近景点的限制条件;所述左光学通道的远景点的限制条件,为小于或等于所述景深范围的最大值;所述右光学通道的近景点的限制条件,为大于或等于所述景深范围的最小值;
基于左右光学通道的所述近景点的限制条件和所述远景点的限制条件,以及预设的前景深和后景深的计算方式,确定所述双目成像设备的所述左右光学通道的聚焦点的可移动范围。
7.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的双目成像设备的调节方法,其特征在于,在基于所述立体视觉的基准平面和所述立体视觉的景深范围,确定所述双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围之后,包括:
根据所述立体视觉的基准平面和左右所述光学通道的聚焦点的可移动范围,对所述双目成像设备的左右所述光学通道的镜头,按照预设的电机步数进行标定。
8.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的双目成像设备的调节方法,其特征在于,还包括:
在将所述双目成像设备的左右光学通道的聚焦点在可移动范围内移动后,若当前立体视觉的景深达不到预设的目标要求时,缩小所述双目成像设备的一路或多路光学通道的光圈,直至当前立体视觉的景深达到所述预设的目标要求或所述双目成像设备的光学通道的光圈缩小至预设的极限值为止。
9.一种双目成像设备的调节装置,其特征在于,所述装置包括:
获取模块,用于获取所述双目成像设备的左图像和右图像;
分布确定模块,用于确定所述左图像和所述右图像的公共感兴趣区域的深度分布图;所述左图像和所述右图像的公共感兴趣区域,为所述左图像的感兴趣区域和所述右图像的感兴趣区域的重叠区域;
景深确定模块,用于基于所述深度分布图,确定所述双目成像设备的立体视觉的基准平面和所述立体视觉的景深范围;
范围确定模块,用于基于所述立体视觉的基准平面和所述立体视觉的景深范围,确定所述双目成像设备的左右光学通道的聚焦点的可移动范围;
以及调节模块,用于通过控制所述双目成像设备的左右光学通道的聚焦点在所述可移动范围内移动,对当前立体视觉的景深进行拓展。
10.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至权利要求8中任一项所述的双目成像设备的调节方法的步骤。
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