拍攝設(shè)備、三維測(cè)量系統(tǒng)、視頻幀內(nèi)插方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及=維圖像拍攝和處理領(lǐng)域，特別設(shè)及一種=維圖像拍攝設(shè)備、=維測(cè) 量系統(tǒng)、視頻帖內(nèi)插方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，=維圖像的拍攝、W及=維數(shù)據(jù)的測(cè)量等設(shè)及=維空間數(shù)據(jù)的各種方案已 廣泛發(fā)展。
[0003] 一般而言，拍攝=維圖像時(shí)，使用兩個(gè)具有預(yù)定相對(duì)位置關(guān)系的成像裝置（例如， 圖像傳感器）分別對(duì)拍攝區(qū)域或?qū)ο筮M(jìn)行拍攝，從不同的視角同時(shí)獲得兩個(gè)二維圖像。
[0004] 另外，利用同一個(gè)對(duì)象在該兩個(gè)圖像中的位置差異（視差），可W計(jì)算出該對(duì)象的 深度數(shù)據(jù)（對(duì)象與兩個(gè)成像裝置之間的距離）。
[0005] 特別是當(dāng)對(duì)于運(yùn)動(dòng)中的物體進(jìn)行拍攝時(shí)，非常重要的一點(diǎn)是，兩個(gè)成像裝置產(chǎn)生 的圖像應(yīng)該是同步的，即兩個(gè)圖像應(yīng)當(dāng)是在同一個(gè)時(shí)刻拍攝的，該樣才能準(zhǔn)確的描述拍攝 對(duì)象和環(huán)境的實(shí)際情況。
[0006] 在常規(guī)的=維圖像拍攝設(shè)備中，對(duì)兩個(gè)成像裝置進(jìn)行了同步操作，使得兩個(gè)成像 設(shè)備同步進(jìn)行拍攝。
[0007] 圖1示出了同步的兩個(gè)成像裝置獲取圖像的時(shí)序圖。A和B分別表示兩個(gè)成像裝 置獲取圖像的時(shí)序。
[000引可W看到，兩個(gè)成像裝置拍攝圖像信號(hào)的動(dòng)作1001和1101發(fā)生在同一時(shí)刻，因此 所拍攝到的圖像能夠描述同一時(shí)刻的對(duì)象和環(huán)境變化。
[0009] 如果兩個(gè)成像裝置不同步，即不在同一時(shí)刻進(jìn)行拍攝，那么同一個(gè)對(duì)象在所得到 的兩個(gè)圖像中的位置差異將不能反應(yīng)任何一個(gè)時(shí)刻的真實(shí)視差。
[0010] 圖2是義用不同步的兩個(gè)成像裝置獲取圖像的時(shí)序圖。A1和B1分別表不兩個(gè)成 像裝置獲取圖像的時(shí)序。
[0011] 可W看到成像裝置拍攝圖像信號(hào)的動(dòng)作2001和2101發(fā)生在不同時(shí)刻，拍攝的時(shí) 間間隔為AT，因此當(dāng)拍攝環(huán)境發(fā)生變化，如拍攝對(duì)象不斷發(fā)生位置或形狀變化時(shí)，所拍攝 到的圖像無法描述同一時(shí)刻的環(huán)境變化，而是在at時(shí)間前后對(duì)環(huán)境不同的描述圖像。
[0012] 使用該樣的兩個(gè)二維圖像來計(jì)算深度數(shù)據(jù)時(shí)，計(jì)算結(jié)果也會(huì)出現(xiàn)偏差。
[0013] 具體說來，當(dāng)對(duì)象W速度V沿基線方向（即平行于兩個(gè)成像裝置之間的連線的方 向）運(yùn)動(dòng)時(shí)，若采用同步的兩個(gè)成像裝置，同步拍攝到對(duì)象的圖像，設(shè)圖像視差為D。
[0014] 當(dāng)對(duì)象仍然W速度V沿基線方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，若采用不同步的兩個(gè)成像裝置，分別拍 攝到對(duì)象的圖像，圖像視差為D'。
[0015] 當(dāng)不同步的兩個(gè)成像裝置對(duì)對(duì)象拍攝圖像的時(shí)間間隔為at時(shí)，能夠得到D' = D+AT?V。
[0016] 根據(jù)景深（深度數(shù)據(jù)）與圖像視差的關(guān)系式Z= ^狂是深度數(shù)據(jù)，即對(duì)象實(shí)際 a 距離成像裝置的距離，b是基線長(zhǎng)度，即兩個(gè)成像裝置的距離，f是成像裝置的焦距，d是對(duì) 象在兩個(gè)二維圖像上的視差），可W看到，采用不同步成像裝置的情況下，由于圖像捕獲時(shí) 序上的不同步，最終計(jì)算得到的景深數(shù)據(jù)與實(shí)際目標(biāo)景深有偏差。
[0017] 因此，目前的=維圖像拍攝設(shè)備需要對(duì)兩個(gè)成像裝置進(jìn)行同步操作。
[0018] 而且，考慮到即使設(shè)置相同的帖頻參數(shù)，兩個(gè)獨(dú)立的成像裝置的實(shí)際帖頻也會(huì)有 微小的差別。該樣，即使初始階段進(jìn)行了同步，隨著時(shí)間的推移，也會(huì)逐漸出現(xiàn)不同步的現(xiàn) 象，并且拍攝時(shí)刻的差距會(huì)逐漸拉大。
[0019] 該樣，就需要不斷地對(duì)兩個(gè)獨(dú)立的成像裝置進(jìn)行同步操作。
[0020] 例如，設(shè)帖頻為30化，即用于觸發(fā)成像裝置進(jìn)行拍攝的脈沖序列的頻率為30化， 換句話說，一秒鐘有30個(gè)脈沖。為了保持兩個(gè)成像裝置同步，需要用兩個(gè)脈沖的時(shí)間來進(jìn) 行同步操作。該樣，一秒鐘只能拍攝28帖圖像。
[0021] 可見，對(duì)兩個(gè)獨(dú)立的成像裝置進(jìn)行同步操作增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度，甚至還降低了 系統(tǒng)的效率。
[0022] 因此，需要提供一種新的技術(shù)方案，來解決成像裝置成像動(dòng)作不同步所帶來的問 題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種=維圖像拍攝和處理領(lǐng)域，特別設(shè)及一種=維圖像 拍攝設(shè)備、=維測(cè)量系統(tǒng)、視頻帖內(nèi)插方法和裝置，其使得不需要執(zhí)行同步操作，就可W使 用兩個(gè)獨(dú)立的成像裝置來獲取=維圖像數(shù)據(jù)，W便相應(yīng)地進(jìn)行=維數(shù)據(jù)測(cè)量。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種=維圖像拍攝設(shè)備，包括；第一成像裝置，用 于對(duì)拍攝區(qū)域進(jìn)行拍攝W獲得第一視頻帖序列；第二成像裝置，與第一成像裝置之間具有 預(yù)定相對(duì)位置關(guān)系，用于對(duì)拍攝區(qū)域進(jìn)行拍攝W獲得第二視頻帖序列；處理器，連接到第一 成像裝置和第二成像裝置，處理器包括計(jì)時(shí)器或者連接到計(jì)時(shí)器，使第一視頻帖序列和第 二視頻帖序列中的每一個(gè)視頻帖分別與其拍攝時(shí)刻相關(guān)聯(lián)，處理器用于對(duì)第一視頻帖序列 和第二視頻帖序列中的一個(gè)視頻帖序列進(jìn)行內(nèi)插處理，W便產(chǎn)生與第一視頻帖序列和第二 視頻帖序列中的另一個(gè)視頻帖序列中的視頻帖的拍攝時(shí)刻對(duì)應(yīng)的內(nèi)插視頻帖。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種=維測(cè)量系統(tǒng)，包括；第一成像裝置，用于 對(duì)拍攝區(qū)域進(jìn)行拍攝W獲得第一視頻帖序列；第二成像裝置，與第一成像裝置之間具有預(yù) 定相對(duì)位置關(guān)系，用于對(duì)拍攝區(qū)域進(jìn)行拍攝W獲得第二視頻帖序列；處理器，連接到第一成 像裝置和第二成像裝置，處理器包括計(jì)時(shí)器或者連接到計(jì)時(shí)器，使第一視頻帖序列和第二 視頻帖序列中的每一個(gè)視頻帖分別與其拍攝時(shí)刻相關(guān)聯(lián)，處理器用于對(duì)第一視頻帖序列和 第二視頻帖序列中的一個(gè)視頻帖序列進(jìn)行內(nèi)插處理，W便產(chǎn)生與第一視頻帖序列和第二視 頻帖序列中的另一個(gè)視頻帖序列中的視頻帖的拍攝時(shí)刻對(duì)應(yīng)的內(nèi)插視頻帖；W及深度數(shù)據(jù) 計(jì)算裝置，基于測(cè)量對(duì)象在對(duì)應(yīng)于同一個(gè)拍攝時(shí)刻的視頻帖和內(nèi)插視頻帖中的位置差異來 計(jì)算測(cè)量對(duì)象的深度數(shù)據(jù)。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種視頻帖內(nèi)插方法，包括：獲取第一成像裝置 對(duì)拍攝區(qū)域進(jìn)行拍攝而獲得的第一視頻帖序列，第一視頻帖序列中的每一個(gè)視頻帖與其拍 攝時(shí)刻相關(guān)聯(lián)；獲取第二成像裝置對(duì)拍攝區(qū)域進(jìn)行拍攝而獲得的第二視頻帖序列，第二視 頻帖序列中的每一個(gè)視頻帖與其拍攝時(shí)刻相關(guān)聯(lián)，第二成像裝置與第一成像裝置之間具有 預(yù)定相對(duì)位置關(guān)系；對(duì)第二視頻帖序列進(jìn)行內(nèi)插處理，W便產(chǎn)生與第一視頻帖序列中的視 頻帖的拍攝時(shí)刻對(duì)應(yīng)的內(nèi)插視頻帖。
[0027] 優(yōu)選地，該視頻帖內(nèi)插方法還可W包括；由通過對(duì)第二視頻帖序列進(jìn)行內(nèi)插處理 而產(chǎn)生的連續(xù)多個(gè)內(nèi)插視頻帖構(gòu)成與第一視頻帖序列同步的第二內(nèi)插視頻帖序列。
[002引優(yōu)選地，該視頻帖內(nèi)插方法還可W包括；將通過對(duì)第二視頻帖序列進(jìn)行內(nèi)插處理 而產(chǎn)生的內(nèi)插視頻帖插入第二視頻帖序列，從而產(chǎn)生第二增補(bǔ)視頻帖序列；對(duì)第一視頻帖 序列進(jìn)行內(nèi)插處理，W便產(chǎn)生與第二視頻帖序列中的視頻帖的拍攝時(shí)刻對(duì)應(yīng)的內(nèi)插視頻 帖；W及將通過對(duì)第一視頻帖序列進(jìn)行內(nèi)插處理而產(chǎn)生的內(nèi)插視頻帖插入第一視頻帖序 列，從而產(chǎn)生第一增補(bǔ)視頻帖序列。
[0029] 優(yōu)選地，對(duì)第一視頻帖序列和第二視頻帖序列中的一個(gè)視頻帖序列進(jìn)行內(nèi)插處理 的步驟可W包括；確定第一視頻帖序列和第二視頻帖序列中的另一個(gè)視頻帖序列中的關(guān)注 視頻帖的拍攝時(shí)刻，即關(guān)注拍攝時(shí)刻；獲取一個(gè)視頻帖序列中，在緊接關(guān)注拍攝時(shí)刻之前的 第一拍攝時(shí)刻拍攝的第一視頻帖和在緊接關(guān)注拍攝時(shí)刻之后的第二拍攝時(shí)刻拍攝的第二 視頻帖；基于第一拍攝時(shí)刻、第二拍攝時(shí)刻W及關(guān)注拍攝時(shí)刻，對(duì)第一視頻帖和第二視頻帖 進(jìn)行內(nèi)插處理，W獲得內(nèi)插視頻帖。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種視頻帖內(nèi)插裝置，包括：第一視頻帖序列獲 取單元，用于獲取第一成像裝置對(duì)拍攝區(qū)域進(jìn)行拍攝而獲得的第一視頻帖序列，第一視頻 帖序列中的每一個(gè)視頻帖與其拍攝時(shí)刻相關(guān)聯(lián)；第二視頻帖序列獲取單元，用于獲取第二 成像裝置對(duì)拍攝區(qū)域進(jìn)行拍攝而獲得的第二視頻帖序列，第二視頻帖序列中的每一個(gè)視頻 帖與其拍攝時(shí)刻相關(guān)聯(lián)，第二成像裝置與第一成像裝置之間具有預(yù)定相對(duì)位置關(guān)系；第二 內(nèi)插處理單元，用于對(duì)第二視頻帖序列進(jìn)行內(nèi)插處理，W便產(chǎn)生與第一視頻帖序列中的視 頻帖的拍攝時(shí)刻對(duì)應(yīng)的內(nèi)插視頻帖。
[0031] 優(yōu)選地，該視頻帖內(nèi)插裝置還可W包括；第二內(nèi)插視頻帖序列產(chǎn)生單元，用于使得 通過對(duì)第二視頻帖序列進(jìn)行內(nèi)插處理而產(chǎn)生的連續(xù)多個(gè)內(nèi)插視頻帖構(gòu)成與第一視頻帖序 列同步的第二內(nèi)插視頻帖序列。
[0032] 優(yōu)選地，該視頻帖內(nèi)插裝置還可W包括；第二增補(bǔ)視頻帖序列產(chǎn)生單元，用于將通 過對(duì)第二視頻帖序列進(jìn)行內(nèi)插處理而產(chǎn)生的內(nèi)插視頻帖插入第二視頻帖序列，從而產(chǎn)生第 二增補(bǔ)視頻帖序列；第一內(nèi)插處理單元，用于對(duì)第一視頻帖序列進(jìn)行內(nèi)插處理，W便產(chǎn)生與 第二視頻帖序列中的視頻帖的拍攝時(shí)刻對(duì)應(yīng)的內(nèi)插視頻帖；W及第一增補(bǔ)視頻帖序列產(chǎn)生 單元，用于將通過對(duì)第一視頻帖序列進(jìn)行內(nèi)插處理而產(chǎn)生的內(nèi)插視頻帖插入第一視頻帖序 列，從而產(chǎn)生第一增補(bǔ)視頻帖序列。
[0033] 優(yōu)選地，第一內(nèi)插處理單元和第二內(nèi)插處理單元分別可W包括；關(guān)注拍攝時(shí)刻確 定單元，用于確定第一視頻帖序列和第二視頻帖序列中的另一個(gè)視頻帖序列中的關(guān)注視頻 帖的拍攝時(shí)刻，即關(guān)注拍攝時(shí)刻；視頻帖獲取單元，用于獲取一個(gè)視頻帖序列中，在緊接關(guān) 注拍攝時(shí)刻之前的第一拍攝時(shí)刻拍攝的第一視頻帖和在緊接關(guān)注拍攝時(shí)刻之后的第二拍 攝時(shí)刻拍攝的第二視頻帖；內(nèi)插視頻帖產(chǎn)生單元，用于基于第一拍攝時(shí)刻、第二拍攝時(shí)刻W 及關(guān)注拍攝時(shí)刻，對(duì)第一視頻帖和第二視頻帖進(jìn)行內(nèi)插處理，W獲得內(nèi)插視頻帖。
【附圖說明】
[0034] 通過結(jié)合附圖對(duì)本公開示例性實(shí)施方式進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本公開的上述W及其 它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯，其中，在本公開示例性實(shí)施方式中，相同的參考標(biāo)號(hào) 通常代表相同部件。
[0035] 圖1是采用同步的兩個(gè)成像裝置獲取圖像的時(shí)序圖。
[0036] 圖2是采用不同步的兩個(gè)成像裝置獲取圖像的時(shí)序圖。
[0037] 圖3是根據(jù)本發(fā)明對(duì)采用不同步的兩個(gè)成像裝置獲取的圖