本發(fā)明涉及成像技術(shù)，尤其涉及一種基于單攝像頭的深度檢測方法及裝置和電子裝置。
背景技術(shù)：
基于雙目立體視覺的深度檢測方法中，要保證兩個攝像頭的規(guī)格以獲得較為匹配的立體圖像對，且要保證兩個攝像頭之間的相對位置固定，如此才能確保深度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。但目前攝像頭的生產(chǎn)制作難以保證兩個攝像頭的規(guī)格完全相同。此外，兩個攝像頭的相對位置可能因為摔落等原因而導(dǎo)致相對位置變化，從而無法得到較為準(zhǔn)確的深度數(shù)據(jù)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的實施例提供了一種基于單攝像頭的深度檢測方法及裝置和電子裝置。
本發(fā)明實施方式的單個攝像頭的深度檢測方法。所述深度檢測方法包括以下步驟：
控制所述攝像頭在第一位置拍攝當(dāng)前場景以獲得第一圖像；
控制所述攝像頭從所述第一位置沿垂直于所述攝像頭的軸向的方向移動至第二位置后控制所述攝像頭拍攝所述當(dāng)前場景的第二圖像；和
處理所述第一圖像和所述第二圖像以得到所述當(dāng)前場景的深度信息。
本發(fā)明實施方式的單個攝像頭的深度檢測裝置，用于電子裝置。所述深度檢測裝置包括第一控制模塊、第二控制模塊和處理模塊。所述第一控制模塊用于控制所述攝像頭在第一位置拍攝當(dāng)前場景以獲得第一圖像；所述第二控制模塊用于在所述攝像頭從所述第一位置沿垂直于所述攝像頭的軸向的方向移動至第二位置后控制所述攝像頭拍攝所述當(dāng)前場景的第二圖像；所述處理模塊用于處理所述第一圖像和所述第二圖像以得到所述當(dāng)前場景的深度信息。
本發(fā)明實施方式的電子裝置包括攝像頭、運動傳感器和上述的深度檢測裝置。所述深度檢測裝置與所述攝像頭及所述運動傳感器均電連接。
本發(fā)明實施方式的基于單攝像頭的深度檢測方法、基于單攝像頭的深度檢測裝置和電子裝置基于可移動的單個攝像頭進行圖像拍攝，一方面可獲得較為匹配的立體圖像對，另一方面對于立體圖像對拍攝時攝像頭的相對位置的局限性較小，攝像頭移動自由度大，可以避免因相對位置變化導(dǎo)致的深度檢測不準(zhǔn)確的問題。
本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
附圖說明
本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施方式的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
圖1是本發(fā)明實施方式的基于單攝像頭的深度檢測方法的流程示意圖；
圖2是本發(fā)明實施方式的電子裝置的功能模塊示意圖；
圖3是本發(fā)明某些實施方式的深度檢測方法的狀態(tài)示意圖；
圖4是本發(fā)明某些實施方式的深度檢測方法的狀態(tài)示意圖；
圖5是本發(fā)明某些實施方式的深度檢測方法的狀態(tài)示意圖；
圖6是本發(fā)明某些實施方式的深度檢測方法的流程示意圖；
圖7是本發(fā)明某些實施方式的第二控制模塊的功能模塊示意圖；
圖8是本發(fā)明某些實施方式的深度檢測方法的流程示意圖；
圖9是本發(fā)明某些實施方式的第二控制模塊的功能模塊示意圖；
圖10是本發(fā)明某些實施方式的深度檢測方法的狀態(tài)示意圖；
圖11是本發(fā)明某些實施方式的深度檢測方法的流程示意圖；
圖12是本發(fā)明某些實施方式的處理模塊的功能模塊示意圖；和
圖13是本發(fā)明某些實施方式的深度檢測方法的狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
下面詳細描述本發(fā)明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
請一并參閱圖1至2，本發(fā)明實施方式的基于單攝像頭的深度檢測方法包括以下步驟：
s11：控制攝像頭20在第一位置拍攝當(dāng)前場景以獲得第一圖像；
s12：控制攝像頭20從第一位置沿垂直于攝像頭20的軸向的方向移動至第二位置后控制攝像頭20拍攝當(dāng)前場景的第二圖像；
s13：處理第一圖像和第二圖像以得到當(dāng)前場景的深度信息。
本發(fā)明實施方式的基于單攝像頭的深度檢測方法用于單個攝像頭的深度檢測裝置10?；趩螖z像頭的深度檢測裝置10包括第一控制模塊11、第二控制模塊12和處理模塊13。步驟s11可以由第一控制模塊11實現(xiàn)，步驟s12可以由第二控制模塊12實現(xiàn)，步驟s13可以由處理模塊13實現(xiàn)。
也即是說，第一控制模塊11用于控制攝像頭20在第一位置拍攝當(dāng)前場景以獲得第一圖像；第二控制模塊12用于控制攝像頭20從第一位置沿垂直于攝像頭20的軸向的方向移動至第二位置后控制攝像頭20拍攝當(dāng)前場景的第二圖像；處理模塊13用于處理第一圖像和第二圖像以得到當(dāng)前場景的深度信息。
本發(fā)明實施方式的基于單攝像頭的深度檢測裝置10應(yīng)用于本發(fā)明實施方式的電子裝置100。也即是說，本發(fā)明實施方式的電子裝置100包括本發(fā)明實施方式的基于單攝像頭的深度檢測裝置10。當(dāng)然，本發(fā)明實施方式的電子裝置100還包括攝像頭20和運動傳感器30。其中，深度檢測裝置10與攝像頭20和運動傳感器30均電連接。
在某些實施方式中，電子裝置100包括手機、平板電腦、筆記本電腦、智能手表、智能手環(huán)、智能眼鏡等，在此不做任何限制。在本發(fā)明的具體實施例中，電子裝置100為手機。
具體地，請參閱圖3至5，圖中xl為圖像中杯子底部中點至圖像最左端的最短距離，xr為圖像中杯子底部中點至圖像最右端的最短距離，c為圖像的寬度。具體地，首先在第一位置ol拍攝第一圖像，隨后移動攝像頭20至第二位置or拍攝第二圖像。其中，第一位置ol與第二位置or的連接線方向與攝像頭20的軸向方向垂直。如此，獲得第一圖像和第二圖像這一對立體圖像對，再對上述立體圖像對進行處理即可獲得當(dāng)前場景的深度信息。
需要說明的是，攝像頭20的軸向的方向指的是與攝像頭20拍攝當(dāng)前場景時的光軸方向相平行的方向。
可以理解，基于雙目立體視覺的深度檢測方法難以保證兩個攝像頭的規(guī)格完全一致，且兩個攝像頭之間的相對位置可能因為電子裝置100的摔落等外部因素而發(fā)生改變，從而影響深度檢測的準(zhǔn)確性。本發(fā)明實施方式的單個攝像頭的深度檢測方法基于可移動的單個攝像頭進行圖像拍攝，一方面可獲得較為匹配的立體圖像對，另一方面對于立體圖像對拍攝時攝像頭的相對位置的局限性較小，攝像頭移動自由度大，可以避免因相對位置變化導(dǎo)致的深度檢測不準(zhǔn)確的問題。
請參閱圖6，在某些實施方式中，步驟s12控制攝像頭20從第一位置沿垂直于攝像頭20的軸向的方向移動至第二位置后控制攝像頭20拍攝當(dāng)前場景的第二圖像的步驟包括以下步驟：
s121：根據(jù)運動傳感器30的偵測數(shù)據(jù)確定攝像頭20是否從第一位置沿垂直于攝像頭20的軸向的方向移動至第二位置；
s122：在攝像頭20從第一位置沿垂直于攝像頭20的軸向的方向移動至第二位置時控制攝像頭20拍攝第二圖像；和
s123：在攝像頭20未從第一位置沿垂直于攝像頭20的軸向的方向移動至第二位置時控制電子裝置100發(fā)出提示。
請參閱圖7，在某些實施方式中，第二控制模塊12包括判斷單元121、控制單元122和提示單元123。步驟s121可以由判斷單元121實現(xiàn)，步驟s122可以由控制單元122實現(xiàn)，步驟s123可以由提示單元123實現(xiàn)。
也即是說，判斷單元121用于根據(jù)運動傳感器30的偵測數(shù)據(jù)確定攝像頭20是否從第一位置沿垂直于攝像頭20的軸向的方向移動至第二位置；控制單元122用于在攝像頭20從第一位置沿垂直于攝像頭20的軸向的方向移動至第二位置時控制攝像頭20拍攝第二圖像；提示單元123用于在攝像頭20未從第一位置沿垂直于攝像頭20的軸向的方向移動至第二位置時控制電子裝置100發(fā)出提示。
請參閱8，具體地，在電子裝置100所處的空間中建立空間直角坐標(biāo)系x-y-z。在本發(fā)明的具體實施例中，攝像頭20的軸向方向可以看作空間直角坐標(biāo)系中的y軸方向。x軸方向為與攝像頭20的軸向的方向垂直的第一移動方向，y軸為與攝像頭20的軸向方向平行的第二移動方向，z軸為與攝像頭20的軸向方向垂直的第三移動方向。為保持攝像頭20從第一位置ol沿垂直于攝像頭20的軸向的方向進行移動，攝像頭20在空間直角坐標(biāo)系中表現(xiàn)為在x軸方向上即第一移動方向上或z軸方向上即第三移動方向上進行移動。如此，獲取兩幀分別在不同位置下拍攝的圖像以得到立體圖像對，在后續(xù)步驟中處理這立體圖像對即可獲得深度信息。若攝像頭的移動方向偏離x軸方向或z軸方向，則需要電子裝置100發(fā)出提示信息以提醒用戶找到正確的拍攝位置從而確保獲得合格的立體圖像對。
在某些實施方式中，運動傳感器30包括陀螺儀或加速度傳感器。在本發(fā)明的具體實施例中，運動傳感器30為陀螺儀。
可以理解，陀螺儀可以偵測電子裝置100的偏轉(zhuǎn)狀態(tài)。通過陀螺儀的偵測數(shù)據(jù)輔助用戶糾正攝像頭20的移動方向及確定第二位置or，以便獲取可用于后續(xù)步驟中進行深度信息獲取的第二圖像。
請參閱圖9，在某些實施方式中，步驟s122在攝像頭20從第一位置沿垂直于攝像頭20的軸向的方向移動至第二位置時控制攝像頭20拍攝第二圖像包括以下步驟：
s1221：在攝像頭20從第一位置沿垂直于攝像頭20的軸向的方向移動至第二位置時檢測當(dāng)前場景是否處于運動狀態(tài)；和
s1222：在當(dāng)前場景未處于運動狀態(tài)時控制攝像頭20拍攝當(dāng)前場景的第二圖像。
請參閱圖10，在某些實施方式中，控制單元122包括檢測子單元1221和控制子單元1222。步驟s1221可以由檢測子單元1221實現(xiàn)，步驟s1222可以由控制子單元1222實現(xiàn)。
也即是說，檢測子單元1221用于在攝像頭20從第一位置沿垂直于攝像頭20的軸向的方向移動至第二位置時檢測當(dāng)前場景是否處于運動狀態(tài)；控制子單元1222用于在當(dāng)前場景未處于運動狀態(tài)時控制攝像頭20拍攝當(dāng)前場景的第二圖像。
可以理解，在攝像頭20沿垂直于攝像頭20的軸向的方向移動至第二位置時，若當(dāng)前場景處于運動狀態(tài)，即當(dāng)前場景中的人或物是運動的，則用攝像頭20拍攝出來的第二圖像可能是模糊的。如此，后續(xù)步驟中可能無法識別出模糊的第二圖像中的對應(yīng)特征點的匹配像素，從而無法使用第一圖像和第二圖像來獲取深度信息。因此，在當(dāng)前場景處于運動狀態(tài)時暫不進行拍攝處理。若當(dāng)前場景未處于運動狀態(tài)，則控制攝像頭20進行當(dāng)前場景的拍攝以得到第二圖像。
請參閱圖11，在某些實施方式中，步驟s13處理第一圖像和第二圖像以得到當(dāng)前場景的深度信息的步驟包括以下步驟：
s131：根據(jù)運動傳感器30的偵測數(shù)據(jù)獲取第一位置與第二位置之間的線性距離；
s132：獲取當(dāng)前場景的對焦主體在第一圖像上和在第二圖像上的特征點和對應(yīng)特征點的匹配像素；
s133：根據(jù)攝像頭20的參數(shù)、線性距離和特征點及匹配像素的坐標(biāo)計算對焦主體的深度信息。
請參閱圖12，在某些實施方式中，處理模塊13包括第一獲取單元131、第二獲取單元132和計算單元133。步驟s131可以由第一獲取單元131實現(xiàn)，步驟s132可以由第二獲取單元132實現(xiàn)，步驟s133可以由計算單元133實現(xiàn)。
也即是說，獲取單元131用于根據(jù)運動傳感器30的偵測數(shù)據(jù)獲取第一位置與第二位置之間的線性距離；第二獲取單元132用于獲取當(dāng)前場景的對焦主體在第一圖像上和在第二圖像上的特征點和對應(yīng)特征點的匹配像素；計算單元133用于根據(jù)所述攝像頭的參數(shù)、所述線性距離和所述特征點和所述匹配像素的坐標(biāo)計算所述對焦主體的深度信息。
請一并參閱圖4、圖5和圖13，在本發(fā)明的具體實施例中，攝像頭20的移動方向為沿x軸方向進行平移。圖中p為當(dāng)前場景中用戶關(guān)注的對焦主體的某一像素點，f為在拍攝第一圖像及第二圖像時攝像頭20的焦距。可以理解，當(dāng)前場景對應(yīng)的深度信息是由多個像素點的深度信息組合而成的，也即是說需要獲取多個像素點的深度信息才能獲得當(dāng)前場景的深度信息。此外，攝像頭20處于第一位置ol和第二位置or時，攝像頭20的取景畫面基本相同，也即是說，當(dāng)攝像頭20分別處于第一位置ol和第二位置or時，當(dāng)前場景的對焦主體均位于攝像頭20的取景畫面內(nèi)，如此，對拍攝得的第一圖像和第二圖像進行特征點識別及特征點對應(yīng)的像素點的匹配，其中，特征點為當(dāng)前場景中用戶關(guān)注的對焦主體的特征點，例如，圖4即第一圖像和圖5即第二圖像所示的杯子底部的中點即為要識別的特征點，兩幅圖像中杯子底部的中點對應(yīng)的像素即為匹配像素。隨后根據(jù)攝像頭20的參數(shù)、線性距離s及識別出的特征點和匹配像素的坐標(biāo)等信息計算各個匹配像素的深度信息。具體地，可以根據(jù)運動傳感器30的偵測數(shù)據(jù)獲得第一位置ol和第二位置or之間的線性距離s，隨后可以根據(jù)線性距離s計算圖像中某一個特征點對應(yīng)的匹配像素的深度信息d。深度信息d的計算方法為：
在另一些實施例中，攝像頭20也可從第一位置沿z軸方向移動至第二位置。隨后，仍舊根據(jù)第一位置與第二位置之間的線性距離s、攝像頭20的參數(shù)及特征點和匹配像素的坐標(biāo)等信息計算深度信息。
電子裝置100還包括殼體、存儲器、電路板和電源電路。其中，電路板安置在殼體圍成的空間內(nèi)部，處理器和存儲器設(shè)置在電路板上；電源電路用于為電子裝置100的各個電路或器件供電；存儲器用于存儲可執(zhí)行程序代碼；深度檢測裝置10通過讀取存儲器中存儲的可執(zhí)行程序代碼來運行與可執(zhí)行程序代碼對應(yīng)的程序以實現(xiàn)上述的本發(fā)明任一實施方式的深度檢測方法。
在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施方式”、“一些實施方式”、“示意性實施方式”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合所述實施方式或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施方式或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施方式或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施方式或示例中以合適的方式結(jié)合。
流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個或更多個用于實現(xiàn)特定邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的范圍包括另外的實現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執(zhí)行功能，這應(yīng)被本發(fā)明的實施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟，例如，可以被認為是用于實現(xiàn)邏輯功能的可執(zhí)行指令的定序列表，可以具體實現(xiàn)在任何計算機可讀介質(zhì)中，以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備(如基于計算機的系統(tǒng)、包括處理器的系統(tǒng)或其他可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備取指令并執(zhí)行指令的系統(tǒng))使用，或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用。就本說明書而言，"計算機可讀介質(zhì)"可以是任何可以包含、存儲、通信、傳播或傳輸程序以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用的裝置。計算機可讀介質(zhì)的更具體的示例(非窮盡性列表)包括以下：具有一個或多個布線的電連接部(電子裝置)，便攜式計算機盤盒(磁裝置)，隨機存取存儲器(ram)，只讀存儲器(rom)，可擦除可編輯只讀存儲器(eprom或閃速存儲器)，光纖裝置，以及便攜式光盤只讀存儲器(cdrom)。另外，計算機可讀介質(zhì)甚至可以是可在其上打印所述程序的紙或其他合適的介質(zhì)，因為可以例如通過對紙或其他介質(zhì)進行光學(xué)掃描，接著進行編輯、解譯或必要時以其他合適方式進行處理來以電子方式獲得所述程序，然后將其存儲在計算機存儲器中。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來實現(xiàn)。在上述實施方式中，多個步驟或方法可以用存儲在存儲器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件或固件來實現(xiàn)。例如，如果用硬件來實現(xiàn)，和在另一實施方式中一樣，可用本領(lǐng)域公知的下列技術(shù)中的任一項或他們的組合來實現(xiàn)：具有用于對數(shù)據(jù)信號實現(xiàn)邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列(pga)，現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)等。
本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，包括方法實施例的步驟之一或其組合。
此外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中。
上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施方式，可以理解的是，上述實施方式是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施方式進行變化、修改、替換和變型。