当我们在OpenCV中有深度和rgb Mat时如何显示3D图像(从Kinect捕获)

我们使用Kinect和OpenNI Library捕获了一个3D图像,并使用此代码以OpenCV Mat的形式获得了rgb和深度图像.

main()
{
    OpenNI::initialize();
    puts( "Kinect initialization..." );
    Device device;
    if ( device.open( openni::ANY_DEVICE ) != 0 )
    {
        puts( "Kinect not found !" ); 
        return -1;
    }
    puts( "Kinect opened" );
    VideoStream depth,color;
    color.create( device,SENSOR_COLOR );
    color.start();
    puts( "Camera ok" );
    depth.create( device,SENSOR_DEPTH );
    depth.start();
    puts( "Depth sensor ok" );
    VideoMode paramvideo;
    paramvideo.setResolution( 640,480 );
    paramvideo.setFps( 30 );
    paramvideo.setPixelFormat( PIXEL_FORMAT_DEPTH_100_UM );
    depth.setVideoMode( paramvideo );
    paramvideo.setPixelFormat( PIXEL_FORMAT_RGB888 );
    color.setVideoMode( paramvideo );
    puts( "Réglages des flux vidéos ok" );

    // If the depth/color synchronisation is not necessary,start is faster :
    //device.setDepthColorSyncEnabled( false );

    // Otherwise,the streams can be synchronized with a reception in the order of our choice :
    device.setDepthColorSyncEnabled( true );
    device.setImageRegistrationMode( openni::IMAGE_REGISTRATION_DEPTH_TO_COLOR );

    VideoStream** stream = new VideoStream*[2];
    stream[0] = &depth;
    stream[1] = &color;
    puts( "Kinect initialization completed" );


    if ( device.getSensorInfo( SENSOR_DEPTH ) != NULL )
    {
        VideoFrameRef depthFrame,colorFrame;
        cv::Mat colorcv( cv::Size( 640,480 ),CV_8UC3,NULL );
        cv::Mat depthcv( cv::Size( 640,CV_16UC1,NULL );
        cv::namedWindow( "RGB",CV_WINDOW_AUTOSIZE );
        cv::namedWindow( "Depth",CV_WINDOW_AUTOSIZE );

        int changedIndex;
        while( device.isValid() )
        {
            OpenNI::waitForAnyStream( stream,2,&changedIndex );
            switch ( changedIndex )
            {
                case 0:
                    depth.readFrame( &depthFrame );

                    if ( depthFrame.isValid() )
                    {
                        depthcv.data = (uchar*) depthFrame.getData();
                        cv::imshow( "Depth",depthcv );
                    }
                    break;

                case 1:
                    color.readFrame( &colorFrame );

                    if ( colorFrame.isValid() )
                    {
                        colorcv.data = (uchar*) colorFrame.getData();
                        cv::cvtColor( colorcv,colorcv,CV_BGR2RGB );
                        cv::imshow( "RGB",colorcv );
                    }
                    break;

                default:
                    puts( "Error retrieving a stream" );
            }
            cv::waitKey( 1 );
        }

        cv::destroyWindow( "RGB" );
        cv::destroyWindow( "Depth" );
    }
    depth.stop();
    depth.destroy();
    color.stop();
    color.destroy();
    device.close();
    OpenNI::shutdown();
}

我们在上面添加了一些代码并从中获得了RGB和深度Mat,我们使用OpenCV处理了RGB.

现在我们需要以3D形式显示该图像.

我们正在使用： –

1)Windows 8 x64

2)Visual Studio 2012 x64

3)OpenCV 2.4.10

4)OpenNI 2.2.0.33

5)Kinect1

6)Kinect SDK 1.8.0

问题： –

1)我们可以使用OpenCV直接显示此图像还是需要任何外部库？

2)如果我们需要使用外部库,哪一个更适合这个简单的任务OpenGL,PCL或任何其他？

3)PCL是否支持Visual Studio 12和OpenNI2以及PCL自带其他版本的OpenNI这两个版本是否冲突？

解决方法

为了改善南极人的答案,
要以3D形式显示图像,您需要先创建点云…
RGB和深度图像为您提供创建有组织的彩色pointcloud所需的数据.为此,您需要计算每个点的x,y,z值. z值来自深度像素,但必须计算x和y.

要做到这一点你可以做这样的事情：

void Viewer::get_pcl(cv::Mat& color_mat,cv::Mat& depth_mat,pcl::PointCloud<pcl::PointXYZRGBA>& cloud ){
    float x,z;

    for (int j = 0; j< depth_mat.rows; j ++){
        for(int i = 0; i < depth_mat.cols; i++){
            // the RGB data is created
            PCD_BGRA   pcd_BGRA;
                       pcd_BGRA.B  = color_mat.at<cv::Vec3b>(j,i)[0];
                       pcd_BGRA.R  = color_mat.at<cv::Vec3b>(j,i)[2];
                       pcd_BGRA.G  = color_mat.at<cv::Vec3b>(j,i)[1];
                       pcd_BGRA.A  = 0;

            pcl::PointXYZRGBA vertex;
            int depth_value = (int) depth_mat.at<unsigned short>(j,i);
            // find the world coordinates
            openni::CoordinateConverter::convertDepthToWorld(depth,i,j,(openni::DepthPixel) depth_mat.at<unsigned short>(j,i),&x,&y,&z );

            // the point is created with depth and color data
            if ( limitx_min <= i && limitx_max >=i && limity_min <= j && limity_max >= j && depth_value != 0 && depth_value <= limitz_max && depth_value >= limitz_min){
                vertex.x   = (float) x;
                vertex.y   = (float) y;
                vertex.z   = (float) depth_value;
            } else {
                // if the data is outside the boundaries
                vertex.x   = bad_point;
                vertex.y   = bad_point;
                vertex.z   = bad_point;
            }
            vertex.rgb = pcd_BGRA.RGB_float;

            // the point is pushed back in the cloud
            cloud.points.push_back( vertex );
        }
    }
}

和PCD_BGRA是

union PCD_BGRA
{
    struct
    {
        uchar B; // LSB
        uchar G; // ---
        uchar R; // MSB
        uchar A; //
    };
    float RGB_float;
    uint  RGB_uint;
};

当然,这是针对您想要使用PCL的情况,但它或多或少地计算x,z值.这依赖于openni :: CoordinateConverter :: convertDepthToWorld来查找3D中点的位置.您也可以手动执行此操作

const float invfocalLength = 1.f / 525.f;
 const float centerX = 319.5f;
 const float centerY = 239.5f;
 const float factor = 1.f / 1000.f;

 float dist = factor * (float)(*depthdata);
 p.x = (x-centerX) * dist * invfocalLength;
 p.y = (y-centerY) * dist * invfocalLength;
 p.z = dist;

其中centerX,centerY和focallength是相机的固有校准(这个是Kinect).以及如果您需要以米或毫米为单位的距离的因素…这个值取决于您的程序

对于问题：

1)是的,您可以使用最新的OpenCV和viz class或其他适合您需求的外部库来显示它.2)OpenGl很不错,但是如果你不知道这两个库中的任何一个PCL它会更容易使用(我的意思是显示pointclouds)3)我没有在windows中使用它,但理论上它可以与visual studio 2012一起使用.据我所知,PCL自带的版本是OpenNI 1,它不会影响OpenNI2 ……

当我们在OpenCV中有深度和rgb Mat时如何显示3D图像(从Kinect捕获)

解决方法

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