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CN114648589B - 相位高度转换映射模型参数的确定方法、装置和存储介质 - Google Patents

相位高度转换映射模型参数的确定方法、装置和存储介质 Download PDF

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CN114648589B
CN114648589B CN202011511827.0A CN202011511827A CN114648589B CN 114648589 B CN114648589 B CN 114648589B CN 202011511827 A CN202011511827 A CN 202011511827A CN 114648589 B CN114648589 B CN 114648589B
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Abstract

本申请提供一种相位高度转换映射模型参数的确定方法、装置和存储介质,属于图像处理技术领域。该方法包括:接收摄像设备发送的标定板的图像信息;在图像信息中确定多个第一区域,第一区域为标定板中包括的标定块所对应的阴影区域;确定与第一区域对应的第二区域,第二区域为标定块所在的区域,存在至少两个第二区域所包括的像素对应的目标区域的高度不同;根据第二区域内像素对应的目标区域的高度、像素坐标和像素对应的相位值,确定相位高度转换映射模型的参数,该相位高度转换映射模型用于确定待检测物体中各像素对应的目标区域的高度。本申请不仅可以提高相位高度转换映射模型的参数确定的效率,而且可以节省计算资源。

Description

相位高度转换映射模型参数的确定方法、装置和存储介质
技术领域
本申请涉及图像处理技术,尤其涉及一种相位高度转换映射模型参数的确定方法、装置和存储介质。
背景技术
目前加工行业一般采用三维自动光学检测(3D Automatic Optic Inspection,3DAOI)系统,利用结构光成像原理获取目标区域内目标物体的三维点云数据,从而对目标区域进行检测。具体的,首先采用基于相移法生成的正弦条纹相位值作为编码信息对物体进行标记,相位值由投影仪以光强的形式投向物体后,经过物体调制后被相机的对应像素以灰度值的形式所采集,经解码后可以解析出对应正弦相位,得到正弦相位后经过相位高度转换映射模型生成对应位置的高度信息,并结合像素的坐标即可得到目标物体的三维数据。
现有技术中,在确定相位高度转换映射模型的参数时,通常采用具有已知高度的标准标定块进行标定,并且在标定时会逐个采集不同标定块所对应的相位图,然后根据相位图利用最小二乘法求解得到相位高度转换映射模型的参数。
然而,采用上述方式确定相位高度转换映射模型的参数,来完成对相位高度转换映射模型的标定时,由于采集的数据量较大,不但会占用较多的计算资源,而且会使得参数确定的效率较低。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题,本申请提供一相位高度转换映射模型参数的确定方法、装置和存储介质,可以减少占用的计算资源。
第一方面,本申请实施例提供一种相位高度转换映射模型参数的确定方法,包括:
接收摄像设备发送的标定板的图像信息;
在所述图像信息中确定多个第一区域,所述第一区域为所述标定板中包括的标定块所对应的阴影区域;
确定与所述第一区域对应的第二区域,所述第二区域为所述标定块所在的区域,存在至少两个第二区域所包括的像素对应的目标区域的高度不同;
根据所述第二区域内像素对应的目标区域的高度、像素坐标和像素对应的相位值,确定相位高度转换映射模型的参数,所述相位高度转换映射模型用于确定待检测物体中各像素对应的目标区域的高度。
本申请实施例中,由于至少两个第二区域所包括的像素对应的目标区域的高度不同,因此,只需要对标定板进行单次扫描即可确定出相位高度转换映射模型的参数,由此不仅可以简化参数确定的过程,提高参数确定的效率,而且可以减少数据量,节省系统的计算资源。进一步的,由于可以通过标定块所对应的阴影区域,准确定位出标定块所在的区域,以完成相位高度转换映射模型参数的确定,由此可以提高区域确定的准确性以及鲁棒性。
第二方面,本申请实施例提供一种相位高度转换映射模型参数的确定装置,包括:
接收模块,用于接收摄像设备发送的标定板的图像信息;
确定模块,用于在所述图像信息中确定多个第一区域,所述第一区域为所述标定板中包括的标定块所对应的阴影区域;
所述确定模块,还用于确定与所述第一区域对应的第二区域,所述第二区域为所述标定块所在的区域,存在至少两个第一区域所包括的像素对应的目标区域的高度不同;
所述确定模块,还用于根据所述第二区域内像素对应的目标区域的高度、像素坐标和像素对应的相位值,确定相位高度转换映射模型的参数,所述相位高度转换映射模型用于确定待检测物体中各像素对应的目标区域的高度。
第三方面,本申请实施例提供一种电子设备,包括:
处理器;
存储器;以及
计算机程序;
其中,所述计算机程序被存储在所述存储器中,并且被配置为由所述处理器执行,所述计算机程序包括用于执行如第一方面所述的方法的指令。
第四方面,本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序使得服务器执行如第一方面所述的方法。
本申请提供的相位高度转换映射模型参数的确定方法、装置和存储设备,通过接收摄像设备发送的标定板的图像信息,在该图像信息中确定多个第一区域,该第一区域为标定板中包括的标定块所对应的阴影区域,并确定与第一区域对应的第二区域,该第二区域为标定块所在的区域,存在至少两个第二区域所包括的像素对应的目标区域的高度不同,然后根据第二区域内像素对应的目标区域的高度、像素坐标和像素对应的相位值,确定相位高度转换映射模型的参数,以对相位高度转换映射模型进行标定,其中,相位高度转换映射模型用于确定待检测物体中各像素对应的目标区域的高度。由于至少两个第二区域所包括的像素对应的目标区域的高度不同,因此,只需要对标定板进行单次扫描即可确定出相位高度转换映射模型的参数,由此不仅可以简化参数确定的过程,提高参数确定的效率,而且可以减少数据量,节省系统的计算资源。进一步的,由于可以通过标定块所对应的阴影区域,准确定位出标定块所在的区域,以完成相位高度转换映射模型参数的确定,由此可以提高区域确定的准确性以及鲁棒性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a为现有技术中标定块的正视图;
图1b为现有技术中标定块的俯视图;
图2为本申请实施例提供的相位高度转换映射模型参数的确定方法的系统架构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种相位高度转换映射模型参数的确定方法的流程示意图;
图4为对图像信息进行处理的示意图;
图5为本申请实施例提供的另一种相位高度转换映射模型参数的确定方法的流程示意图;
图6为本申请实施例提供的相位高度转换映射模型参数的确定装置的示意图;
图7为本申请实施例提供的一种电子设备实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”及“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本申请实施例提供的相位高度转换映射模型参数的确定方法,应用于加工行业内对目标区域或者目标对象的检测场景中,例如,可以应用于对印制电路板(PrintedCircuit Board,PCB)生产线上的高速、高精度定量缺陷检测的场景中。
目前,通常是利用3D AOI系统,采用基于相移法生成的正弦条纹相位值作为编码信息对物体进行标记,由投影设备以光强的形式在标定板投影正弦条纹图案之后,摄像设备通过采集该正弦条纹图案,经解码后可以解析出对应正弦相位,得到正弦相位后经过如下公式(1)所示的相位高度转换映射模型生成对应位置的高度信息,并结合像素的坐标即可得到目标物体的三维数据:
其中,Z为摄像设备所拍摄的包含目标物体的图像中,目标像素所对应的目标区域的高度,该目标像素可以为该图像中的任意一个像素,该目标像素所对应的目标区域,可以理解为在目标物体中,该目标像素所对应的区域,因此,该区域为目标物体内的区域,a1、a2…a20为相位高度转换映射模型的参数,(u,v)为目标像素的坐标,为目标像素对应的正弦相位。由公式(1)可以看出,每个像素所对应的目标区域的高度与其所对应的相位具有一一对应关系,其满足上述公式(1)所示的多项式模型,该多项式模型即为相位高度转换映射模型。
现有技术中,为得到相位高度转换映射模型的参数a1、a2…a20,通常采用具有已知高度的标准标定块进行标定,标定时需要采集每个标定块所对应的相位图,利用最小二乘法即可求解得到相位高度转换映射模型的参数。图1a为现有技术中标定块的正视图,图1b为现有技术中标定块的俯视图,如图1a-图1b所示,具有已知高度的标准标定块包括标定块A、标定块B、标定块C和标定块D,摄像设备需要分别对标定块A、标定块B、标定块C和标定块D进行拍照,以采集每个标定块所对应的相位图,并根据采集的相位图,利用最小二乘法求解得到相位高度转换映射模型的参数。
然而,上述确定相位高度转换映射模型的参数的方式,由于使用四个标定块进行标定,因此需要进行四次视场对准以及图像采集,使得整个操作过程十分繁琐,造成参数的确定效率较低。另外,由于需要进行四次图像采集,导致采集和处理的数据较多,从而对内存和显存的要求较高,而且会占用较多的计算资源。
本申请实施例中,为了简化标定过程,可以在一块标定板上设置多个不同高度的、相互隔开的标定块,并使其均处在摄像设备的视场范围内,这样标定时只需要对标定板进行单次扫描即可完成多个高度的标定块的采集,而不需要像现有技术中,需要扫描四次才能完成标定。本实施例中,每个标定块具有各自对应的高度,标定板各个标定块具有不同的高度。多个不同高度的标定块之间相互隔开一定间距,使得在投影标定块产生的阴影不会被相邻标定块影响。在使用上述标定板时,由于一块标定板上包括多个不同高度的、相互隔开的标定块,因此,如何对标定板中的不同高度区域进行有效区分是非常重要的。本领域技术人员可以理解,在3D AOI系统中,摄像设备通常是在标定板的正上方进行图像的采集,而投影设备则在标定板的侧上方进行投影,那么,不同高度的标定块会由于遮挡产生相应的阴影区域,因此,本申请实施例中可以基于上述阴影区域,完成不同高度的标定块的定位,以有效区分不同的标定块。在区分出不同的标定块后,根据每个标定块中像素对应的目标区域的高度、像素坐标以及像素对应的相位值,基于公式(1)即可确定出相位高度转换映射模型的参数。利用上述方式,一方面,由于仅需要采集一次图像数据,因此可以简化操作流程,提高参数确定的效率,另一方面,可以大大降低数据量,节省了大量的计算资源。再一方面,由于可以通过阴影区域进行标定块的定位,从而可以提高定位的准确性。
在描述本申请的相位高度转换映射模型参数的确定方法的方案之前,先根据图2来了解下本申请所适用的系统架构。
图2为本申请实施例提供的相位高度转换映射模型参数的确定方法的系统架构示意图,如图2所示,该系统中包括投影设备201、摄像设备202和平移台203,摄像设备202的光轴垂直于水平放置的平移台203,投影设备201的光轴与平移台203成一夹角,并控制摄像设备202的光轴与投影设备201的光轴处于同一平面内。
其中,投影设备201可以为数字投影仪,数字投影仪可以是数字液晶投影装置((Liquid Crystal Display,LCD)投影仪)、数字微镜投影装置(DMD投影仪)或硅基片液晶投影装置((Liquid Crystal on Silicon,LCOS)投影仪),可用计算机图像处理系统方便地生成灰度条纹图案并写入数字投影装置。
摄像设备202可以为摄像机,摄像机可以为电荷耦合器件、液晶器件、空间光调制器件、互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)器件或数码相机。
另外,该系统中还包括具有处理器的电子设备(未示出),电子设备可以通过有线方式或者无线方式与投影设备201和摄像设备202进行通信,以控制投影设备201向标定板投影灰度条纹图案,或者接收摄像设备202发送的标定板的图像信息,从而对该图像信息进行处理,以确定出相位高度转换映射模型的参数。
应用该系统检测物体的三维信息时,标定板204放置于平移台203上,平移台203水平放置并且能上下移动;平移台203可以为电控平移台,用计算机控制步进距离的电动步进机装置,平移台203也可为手动控制移动的平移台。
另外,上述标定板204中包括有多个不同高度的、相互隔开的标定块,本申请实施例中以包括8个不同高度的标定块为例进行说明。将标定板204放置在平移台203上,通过控制投影设备201,可以将灰度条纹图案投影至标定板204上。另外,通过控制平移台203移动,使标定板204的所有标定块均处于摄像设备202的视场范围内,这样,在标定时只需要通过摄像设备202对标定板204进行单次扫描即可完成对多个高度的标定块的采集,从而可以简化操作,而且减少了数据量,节省了计算资源。
在了解了本申请的系统架构后,结合图3对本申请的相位高度转换映射模型参数的确定方法的方案进行详细说明。
图3为本申请实施例提供的一种相位高度转换映射模型参数的确定方法的流程示意图,本申请实施例提供了一种相位高度转换映射模型参数的确定方法,该方法可以由任意执行相位高度转换映射模型参数的确定方法的装置来执行,该装置可以通过软件和/或硬件实现。本实施例中,该装置可以集成在电子设备中。如图3所示,本申请实施例提供的相位高度转换映射模型参数的确定方法包括如下步骤:
步骤301:接收摄像设备发送的标定板的图像信息。
在本步骤中,如图2所示,摄像设备202可以采集到放置在平移台203上的标定板204的图像信息,并可以将采集的图像信息发送给电子设备。
步骤302:在图像信息中确定多个第一区域,该第一区域为标定板中包括的标定块所对应的阴影区域。
在本步骤中,由于标定板中包括多个具有不同高度的、相互隔开的标定块,而且投影设备201的光轴与平移台203成一夹角,因此,投影设备201在向设置在平移台203上的标定板204投影灰度条纹图案时,必然会在标定板204上产生各标定块所对应的阴影区域。电子设备在获取到标定板的图像信息之后,可以基于该图像信息,确定每个标定块所对应的阴影区域。
在一种可能的实现方式中,在图像信息中确定多个第一区域时,可以对图像信息进行二值化处理,得到二值图后,再采用连通区域标记算法(又称连通区域分析,ConnectedComponent Analysis/Labeling),在该二值图中确定出多个第一区域。
具体的,图4为对图像信息进行处理的示意图,如图4所示,由于拍摄的场景以及背景光照条件均是固定的,因此可以使用固定的阈值将得到的图像信息进行二值化处理,从而可以得到对应的二值图。
示例性的,为了提高标定块定位的准确性,还可以对上述二值图进行去噪处理,得到去噪后的二值图,从而可以在去噪后的二值图中确定出多个第一区域。其中,本申请实施例中可以采用形态学开运算对二值图进行去噪处理
在得到二值图之后,将采用连通区域标记算法,将二值图做连通区域标记。另外,为了避免多个需要标定的区域之间互相产生干扰,将采用先分割再检测的策略,也即在对二值图做连通区域标记后,分离出多个标定块的区域的轮廓矩形框。
为了提高对标定块区域定位的准确性,可以按照预设的偏移值mask_offset,将上述轮廓矩形框向外扩充偏移值mask_offset,其中,偏移值mask_offset的具体取值可以根据经验或者实际情况进行设置,例如可以设置为100个像素等。进一步的,可以在二值图中对扩展后的矩形框进行裁剪,从而可以得到多张包括标定块的阴影区域的图像,也即得到多张包括第一区域的图像。
在本实施例中,通过对图像信息进行二值化处理,得到二值图之后,再采用连通区域标记算法,在二值图中确定出多个第一区域,不仅可以使得标定块的阴影区域的确定较为简单,而且可以使得确定出的阴影区域较为准确。
步骤303:确定与第一区域对应的第二区域,该第二区域为标定块所在的区域,存在至少两个第二区域所包括的像素对应的目标区域的高度不同。
在本步骤中,在图像信息中确定出每个标定块的阴影区域之后,可以根据该阴影区域,确定出每个标定块所在的区域,也即与第一区域对应的第二区域。其中,第一区域与第二区域一一对应。
另外,由于标定板中至少包括两个高度不同的标定块,因此,这两个高度不同的标定块所在的第二区域内包括的像素对应的目标区域的高度不同。可以理解的是,同一个第二区域内包括的像素对应的目标区域的高度是相同的。示例性的,为了提高相位高度转换映射模型的参数的准确性,可以设置标定板中所有的标定块的高度均不同,此时,所有标定块所在的第二区域内包括的像素对应的目标区域的高度不同。
举例来说,如图4所示,该标定板中包括有8个具有不同高度的标定块,因此,每个标定块所在的第二区域内所包括的像素对应的目标区域的高度与其他标定块所在的第二区域内所包括的像素对应的目标区域的高度不同。
可以理解的是,由于标定块具有不同的高度,因此,每个标定块所对应的阴影区域的面积也不同。
在一种可能的实现方式中,在确定与第一区域对应的第二区域时,可以采用连通区域标记算法,在图像信息中确定多个轮廓矩形框,其中,每个轮廓矩形框内包括有第一区域以及与第一区域对应的第二区域,然后对每个轮廓矩形框内的图像进行直线检测,确定出轮廓矩形框内的多条有效直线,该有效直线上的白色像素点的数量大于预设阈值,再根据多条有效直线,在轮廓矩形框内确定与第一区域对应的第二区域。
具体的,继续参照图4所示,如前述实施例中所述,电子设备可以分离出多个标定块区域的轮廓矩形框,该轮廓矩形框中包括有第一区域以及与该第一区域对应的第二区域,也即轮廓矩形框中包括有标定块的阴影区域以及与该阴影区域对应的标定块所在的区域。电子设备对每个轮廓矩形框内的图像进行边缘检测及霍夫直线检测,可以得到多条直线,然后利用先验的方向信息在多条直线中确定出有效直线,其中,该有效直线上的白色像素点的数量大于预设阈值。例如,图4中的直线a、直线b、直线c和直线d为确定出的有效直线。其中,预设阈值可以根据实际情况或者经验进行设置,例如可以设置为200像素等,对于预设阈值的具体取值,本申请实施例在此不做限制。
示例性的,本申请实施例中,以摄像设备发送的图像信息的左上角为原点,水平方向为横轴,垂直方向为纵轴构建第一坐标系。由于电子设备在采用连通区域标记算法确定每个轮廓矩形框时,可以确定出各轮廓矩形框的四个顶点的坐标值。基于此,电子设备可以提取出每个轮廓矩形框的左上角在上述第一坐标系下的第一坐标。
另外,对于每个轮廓矩形框,电子设备在确定出该轮廓矩形框内的多条有效直线后,可以确定与第一坐标系的横轴垂直的有效直线中横坐标最小的第一直线,以及与第一坐标系的纵轴垂直的有效直线中纵坐标最小的第二直线,并确定第一直线和第二直线的交点。
可以理解,以轮廓矩形框的左上角和上述交点之间的连线作为对角线所构成的矩形区域,即为轮廓矩形框内的第二区域。
对于第一直线和第二直线的交点的第二坐标,可以通过如下方式确定:
对于每个轮廓矩形框来说,可以以该轮廓矩形框的左上角为原点,水平方向为横轴,垂直方向为纵轴构建第二坐标系。电子设备通过霍夫直线检测算法,在确定出该轮廓矩形框内的多条有效直线的同时,还可以确定出每条有效直线的长度。基于每条有效直线的长度,可以确定出第一直线和第二直线的交点在第二坐标系下的坐标。进一步的,还需要将该第二坐标系下的坐标转换为在第一坐标系下的坐标,具体的,可以将第一直线和第二直线的交点在第二坐标系下的坐标与该轮廓矩形框的左上角在第一坐标系下的第一坐标相加,从而得到第一直线和第二直线的交点在第二坐标系下的坐标。
应理解,将以第一坐标和第二坐标作为对角线的顶点坐标所构建的矩形区域,确定为轮廓矩形框内的第二区域。
具体的,如图4所示,以原图的左上角为原点,水平方向为横轴,垂直方向为纵轴构建第一坐标系。电子设备在采用连通区域标记算法确定每个轮廓矩形框时,可以确定出各轮廓矩形框的四个顶点的坐标值,因此,可以提取出该轮廓矩形框的左上角在第一坐标系下的第一坐标,如Pleft_top的坐标。另外,还可以确定出该该轮廓矩形框内与第一坐标系的横轴垂直的有效直线中横坐标最小的第一直线,以及与第一坐标系的纵轴垂直的有效直线中纵坐标最小的第二直线,并确定第一直线和第二直线的交点,如Pright_bottom
以从二值图中进行连通区域检测后分割出的某一个轮廓矩形框为例,以该轮廓矩形框的左上角为原点,水平方向为横轴,垂直方向为纵轴构建第二坐标系。电子设备可以基于每条有效直线的长度,确定出Pright_bottom在第二坐标系下的坐标。进一步的,将Pright_bottom在第二坐标系下的坐标与Pleft_top在第一坐标系下的第一坐标相加,从而得到Pright_bottom在第二坐标系下的坐标。
将以Pleft_top和Pright_bottom作为对角线的顶点所构建的矩形区域,确定为该轮廓矩形框内的第二区域,也即该轮廓矩形框内的标定块所在的区域,根据Pleft_top和Pright_bottom的坐标,可以确定出该第二区域在原图中的位置,由此即可完成标定块区域的定位。
在本实施例中,在利用系统特有的成像特点产生的阴影区域进行区域的粗定位之后,再结合连通区域标记及霍夫直线检测等算法实现了标定块区域的精定位,从而可以实现对标定块区域的自动定位的同时,还能够提高鲁棒性和准确性。
示例性的,考虑到确定出的标定块的区域边缘处容易产生噪声,因此,可以将确定出的矩形区域的边缘缩进预设数量个像素,以对第二区域进行更新。
具体的,如图4所示,在确定出矩形区域之后,为了消除区域边缘处产生的噪声,可以将由Pleft_top和Pright_bottom确定出的矩形区域的边缘缩进预设数量个像素,从而将缩进后的矩形区域确定为第二区域。其中,预设数量可以根据实际情况或者经验进行设置,例如可以设置为70个像素等。
步骤304:根据第二区域内像素对应的目标区域的高度、像素坐标和像素对应的相位值,确定相位高度转换映射模型的参数。
其中,相位高度转换映射模型用于确定待检测物体中各像素对应的目标区域的高度。
在本步骤中,由于标定板中包括的各个标定块的高度是预先设置的,因此,针对每个标定块所对应的第二区域,电子设备可以获取到该第二区域内各个像素对应的目标区域的高度。
应理解,电子设备在获取到图像信息后,该图像信息将会以像素矩阵的形式进行存储,在对该像素矩阵进行处理时,通常均是在前述的第一坐标系下,以此确定各个像素点的坐标。因此,电子设备在确定出第二区域后,在第一坐标系下,遍历第二区域内的所有像素,从而可以得到该第二区域内各个像素的坐标。例如,若Pleft_top的坐标为(10,20),Pright_bottom的坐标为(50,60),则通过遍历第二区域内的所有像素,即可得到其他各像素的坐标,如Pleft_top的水平方向的下一个像素的坐标为(11,20),垂直方向的下一个像素的坐标为(10,21)等等。
进一步的,电子设备还可以根据相移法,确定出该第二区域内各个像素对应的相位值。在获取到每个第二区域内各像素对应的目标区域的高度、像素坐标和像素对应的相位值之后,可以根据公式(1),确定出相位高度转换映射模型的参数,从而完成对相位高度转换映射模型的标定。
需要进行说明的是,由于标定板中包括多个具有不同高度的标定块,通过根据每个标定块所在的第二区域内的像素对应的目标区域的高度、像素坐标和像素对应的相位值,确定相位高度转换映射模型的参数,可以提高参数的准确性。
本申请实施例提供的相位高度转换映射模型参数的确定方法,通过接收摄像设备发送的标定板的图像信息,在该图像信息中确定多个第一区域,该第一区域为标定板中包括的标定块所对应的阴影区域,并确定与第一区域对应的第二区域,该第二区域为标定块所在的区域,存在至少两个第二区域所包括的像素对应的目标区域的高度不同,然后根据第二区域内像素对应的目标区域的高度、像素坐标和像素对应的相位值,确定相位高度转换映射模型的参数,从而完成对相位高度转换映射模型进行标定,其中,相位高度转换映射模型用于确定待检测物体中各像素对应的目标区域的高度。由于至少两个第二区域所包括的像素对应的目标区域的高度不同,因此,只需要对标定板进行单次扫描即可确定出相位高度转换映射模型的参数,由此不仅可以简化参数确定的过程,提高参数确定的效率,而且可以减少数据量,节省系统的计算资源。进一步的,由于可以通过标定块所对应的阴影区域,准确定位出标定块所在的区域,以完成相位高度转换映射模型参数的确定,由此可以提高区域确定的准确性以及鲁棒性。
图5为本申请实施例提供的另一种相位高度转换映射模型参数的确定方法的流程示意图,本实施例在图3所示实施例的基础上,对确定出相位高度转换映射模型的参数之后,如何确定待检测对象的三维数据的过程,进行详细说明。如图5所示,该方法包括:
步骤501:接收摄像设备发送的包含待检测对象的目标图像。
在本步骤中,如图1所示,待检测对象可以放置在平移台203上,可以通过摄像设备202拍摄待检测对象的目标图像,摄像设备202可以将该目标图像发送给电子设备。
步骤502:根据目标图像的各像素的坐标、各像素对应的相位和所述相位高度转换映射模型的参数,确定所述各像素对应的目标区域的高度。
在本步骤中,电子设备在接收到目标图像后,该目标图像将会以像素矩阵的形式进行存储,在对该像素矩阵进行处理时,通常均是以目标图像左上角为原点,水平方向为横轴,垂直方向为纵轴构建坐标系,在该坐标系下确定各个像素点的坐标。因此,电子设备在确定出目标图像后,以上述方式构建坐标系之后,将遍历目标图像内的所有像素,从而可以得到该目标图像内的各像素的坐标,并通过相移法确定出各像素对应的相位。其中,相位高度转换映射模型的参数为根据图3所示实施例中确定出的参数。电子设备在获取到这些参数后,可以根据公式(1),确定出各像素对应的目标区域的高度。
步骤503:根据各像素对应的目标区域的高度,确定待检测对象的三维数据。
在本步骤中,电子设备在确定出每个像素对应的目标区域的高度之后,将可以确定出该待检测对象的三维点云数据,从而完成对该待检测对象的检测或者测试。
本申请实施例提供的相位高度转换映射模型参数的确定方法,通过接收摄像设备发送的包含待检测对象的目标图像,并根据该目标图像的各像素的坐标、各像素对应的相位和相位高度转换映射模型的参数,确定各像素对应的目标区域的高度,然后根据各像素对应的目标区域的高度,确定待检测对象的三维数据,由于可以根据前述实施例快速的确定出相位高度转换映射模型的参数,因此,可以提高确定三维数据的效率。
图6为本申请实施例提供的相位高度转换映射模型参数的确定装置的示意图,如图6所示,该相位高度转换映射模型参数的确定装置60包括:
接收模块601,用于接收摄像设备发送的标定板的图像信息;
确定模块602,用于在所述图像信息中确定多个第一区域,所述第一区域为所述标定板中包括的标定块所对应的阴影区域;
所述确定模块602,还用于确定与所述第一区域对应的第二区域,所述第二区域为所述标定块所在的区域,存在至少两个第一区域所包括的像素对应的目标区域的高度不同;
所述确定模块602,还用于根据所述第二区域内像素对应的目标区域的高度、像素坐标和像素对应的相位值,确定相位高度转换映射模型的参数,所述相位高度转换映射模型用于确定待检测物体中各像素对应的目标区域的高度。
可选的,所述确定模块602,具体用于:
对所述图像信息进行二值化处理,得到二值图;
采用连通区域标记算法,在所述二值图中确定出所述多个第一区域。
可选的,所述确定模块602,具体用于:
采用所述连通区域标记算法,在所述图像信息中确定多个轮廓矩形框,每个所述轮廓矩形框内包括有第一区域以及与所述第一区域对应的第二区域;
对每个轮廓矩形框内的图像进行直线检测,确定出所述轮廓矩形框内的多条有效直线,所述有效直线上的白色像素点的数量大于预设阈值;
根据所述多条有效直线,在所述轮廓矩形框内确定与所述第一区域对应的第二区域。
可选的,所述确定模块602,具体用于:
以所述图像信息的左上角为原点,水平方向为横轴,垂直方向为纵轴构建坐标系,并确定所述轮廓矩形框的左上角在所述坐标系中的第一坐标;
在所述坐标系中,确定与所述横轴垂直的有效直线中横坐标最小的第一直线和与所述纵轴垂直的有效直线中纵坐标最小的第二直线的交点的第二坐标;
将以所述第一坐标和所述第二坐标作为对角线的顶点坐标所构建的矩形区域,确定为所述轮廓矩形框内的所述第二区域。
可选的,所述装置还包括:更新模块603,用于将所述矩形区域的边缘缩进预设数量个像素,以对所述第二区域进行更新。
可选的,所述确定模块602,具体用于:
对所述二值图进行去噪处理,得到去噪后的二值图;
采用连通区域标记算法,在所述去噪后的二值图中确定出所述多个第一区域。
可选的,所述接收模块601,还用于接收摄像设备发送的包含待检测对象的目标图像;
所述确定模块602,还用于根据所述目标图像的各像素的坐标、各像素对应的相位和所述相位高度转换映射模型的参数,确定所述各像素对应的目标区域的高度;
所述确定模块602,还用于根据所述各像素对应的目标区域的高度,确定所述待检测对象的三维数据。
本申请实施例提供的相位高度转换映射模型参数的确定装置60,可以执行上述任一实施例中的相位高度转换映射模型参数的确定方法的技术方案,其实现原理以及有益效果与相位高度转换映射模型参数的确定方法的实现原理及有益效果类似,可参见相位高度转换映射模型参数的确定方法的实现原理及有益效果,此处不再进行赘述。
需要说明的是,应理解以上设备的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分,实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上,也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现;也可以全部以硬件的形式实现;还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现,部分模块通过硬件的形式实现。例如,确定模块可以为单独设立的处理元件,也可以集成在上述设备的某一个芯片中实现,此外,也可以以程序代码的形式存储于上述设备的存储器中,由上述设备的某一个处理元件调用并执行以上处理模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起,也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
例如,以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路,例如:一个或多个特定集成电路(application specific integrated circuit,ASIC),或,一个或多个微处理器(digital signal processor,DSP),或,一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)等。再如,当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时,该处理元件可以是通用处理器,例如中央处理器(centralprocessing unit,CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如,这些模块可以集成在一起,以片上系统(system-on-a-chip,SOC)的形式实现。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(SSD))等。
图7为本申请实施例提供的一种电子设备实施例的结构示意图。如图7所示,该电子设备可以包括:处理器701、存储器702、通信接口703和系统总线704,所述存储器702和所述通信接口703通过所述系统总线704与所述处理器701连接并完成相互间的通信,所述存储器702用于存储计算机执行指令,所述通信接口703用于和其他设备进行通信,所述处理器701执行所述计算机程序时实现如上述实施例所示的相位高度转换映射模型参数的确定方法的技术方案。
在该图7中,上述的处理器701可以是通用处理器,包括中央处理器CPU、网络处理器(network processor,NP)等;还可以是数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC、现场可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
存储器702可能包含随机存取存储器(random access memory,RAM),也可能包括只读存储器(read-only memory,RAM),还可能包括非易失性存储器(non-volatilememory),例如至少一个磁盘存储器。
通信接口703用于实现数据库访问装置与其他设备(例如客户端、读写库和只读库)之间的通信。
系统总线704可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect,PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture,EISA)总线等。系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的,本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令,当该计算机指令在计算机上运行时,使得计算机执行如上述实施例所示的相位高度转换映射模型参数的确定方法的技术方案。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后,将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (9)

1.一种相位高度转换映射模型参数的确定方法,其特征在于,包括:
接收摄像设备发送的标定板的图像信息;
在所述图像信息中确定多个第一区域,所述第一区域为所述标定板中包括的标定块所对应的阴影区域;
确定与所述第一区域对应的第二区域,所述第二区域为所述标定块所在的区域,存在至少两个第二区域所包括的像素对应的目标区域的高度不同;
根据所述第二区域内像素对应的目标区域的高度、像素坐标和像素对应的相位值,确定相位高度转换映射模型的参数,所述相位高度转换映射模型用于确定待检测物体中各像素对应的目标区域的高度;
所述确定与所述第一区域对应的第二区域,包括:
采用连通区域标记算法,在所述图像信息中确定多个轮廓矩形框,每个所述轮廓矩形框内包括有第一区域以及与所述第一区域对应的第二区域;
对每个轮廓矩形框内的图像进行直线检测,确定出所述轮廓矩形框内的多条有效直线,所述有效直线上的白色像素点的数量大于预设阈值;
根据所述多条有效直线,在所述轮廓矩形框内确定与所述第一区域对应的第二区域。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在所述图像信息中确定多个第一区域,包括:
对所述图像信息进行二值化处理,得到二值图;
采用连通区域标记算法,在所述二值图中确定出所述多个第一区域。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述多条有效直线,在所述轮廓矩形框内确定与所述第一区域对应的第二区域,包括:
以所述图像信息的左上角为原点,水平方向为横轴,垂直方向为纵轴构建坐标系,并确定所述轮廓矩形框的左上角在所述坐标系中的第一坐标;
在所述坐标系中,确定与所述横轴垂直的有效直线中横坐标最小的第一直线和与所述纵轴垂直的有效直线中纵坐标最小的第二直线的交点的第二坐标;
将以所述第一坐标和所述第二坐标作为对角线的顶点坐标所构建的矩形区域,确定为所述轮廓矩形框内的所述第二区域。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
将所述矩形区域的边缘缩进预设数量个像素,以对所述第二区域进行更新。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述采用连通区域标记算法,在所述二值图中确定出所述多个第一区域,包括:
对所述二值图进行去噪处理,得到去噪后的二值图;
采用连通区域标记算法,在所述去噪后的二值图中确定出所述多个第一区域。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述第二区域内像素对应的目标区域的高度、像素坐标和像素对应的相位值,确定相位高度转换映射模型的参数之后,所述方法还包括:
接收摄像设备发送的包含待检测对象的目标图像;
根据所述目标图像的各像素的坐标、各像素对应的相位和所述相位高度转换映射模型的参数,确定所述各像素对应的目标区域的高度;
根据所述各像素对应的目标区域的高度,确定所述待检测对象的三维数据。
7.一种相位高度转换映射模型参数的确定装置,其特征在于,包括:
接收模块,用于接收摄像设备发送的标定板的图像信息;
确定模块,用于在所述图像信息中确定多个第一区域,所述第一区域为所述标定板中包括的标定块所对应的阴影区域;
所述确定模块,还用于确定与所述第一区域对应的第二区域,所述第二区域为所述标定块所在的区域,存在至少两个第一区域所包括的像素对应的目标区域的高度不同;
所述确定模块,还用于根据所述第二区域内像素对应的目标区域的高度、像素坐标和像素对应的相位值,确定相位高度转换映射模型的参数,所述相位高度转换映射模型用于确定待检测物体中各像素对应的目标区域的高度;
所述确定模块,具体用于:
采用连通区域标记算法,在所述图像信息中确定多个轮廓矩形框,每个所述轮廓矩形框内包括有第一区域以及与所述第一区域对应的第二区域;
对每个轮廓矩形框内的图像进行直线检测,确定出所述轮廓矩形框内的多条有效直线,所述有效直线上的白色像素点的数量大于预设阈值;
根据所述多条有效直线,在所述轮廓矩形框内确定与所述第一区域对应的第二区域。
8.一种电子设备,其特征在于,包括:
处理器;
存储器;以及
计算机程序;
其中,所述计算机程序被存储在所述存储器中,并且被配置为由所述处理器执行,所述计算机程序包括用于执行如权利要求1-6任一项所述的方法的指令。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序使得服务器执行权利要求1-6任一项所述的方法。
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