RGBD深度相机数据格式-存储读取-可视化

最新推荐文章于 2025-05-23 16:50:54 发布

Martin20150405

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分类专栏： RGBD

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Martin20150405/article/details/99298132

本文介绍了RGBD相机的工作原理，详细讲解了数据格式、存储读取方法和深度图的可视化技术，包括如何从深度数据获取三维坐标以及应用ColorMap进行颜色映射。并提供了OpenNI接口的使用示例，帮助理解RGBD相机数据处理的过程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

设备

此处RGBD相机主要指利用Light Coding（结构光）或TOF进行成像的深度相机，主动发光，主要适用于室内环境。

比较常见的RGBD相机如下表：

相机	原理	SDK	资料
PrimeSense Carmine 1.08/1.09 （2012）	Light Coding(散斑)	OpenNI	链接
Xbox One Kinect（Kinect v2，2013）	TOF	OpenNI/Kinect SDK
ASUS XTION 2 / XTION PRO LIVE（CARMINE 1.08的马甲）	Light Coding	OpenNI	链接
Intel RealSense(D435 etc.)	Light Coding(编码)	OpenNI/Realsense Camera SDK	链接
ZED (2016)	Stereo

数据格式

通常深度数据使用整形数进行表示，范围在0-65535之间，类型为UINT16，即unsigned short，无符号2字节
单位为毫米（mm），但是某些SDK也支持使用100微米(um)来进行表示，如OpenNI支持的深度数据格式有PIXEL_FORMAT_DEPTH_1_MM，PIXEL_FORMAT_DEPTH_100_UM等。至于分辨率则通常是万年的640x480，有些甚至是320x240插值上去的。

由于Depth有一定的有效工作范围，以PrimeSense Carmine 1.09为例，其工作范围只有0.35-1.4m，即数据范围是350-1400，通常会使用一个数值来表示无效的数据，如0或65535。

通常RGB Sensor和Depth Sensor的FOV并不一致，所以需要进行配准，配准的目的是使得RGB的像素和Depth的像素一一对应。谁向谁来配准倒是没有那么重要，深度图也可以被插值，与彩色图类似。

以OpenNI为例，里面有一个这样的接口，setImageRegistrationMode(IMAGE_REGISTRATION_DEPTH_TO_COLOR)，其效果是裁剪缩放深度图使得其FOV与RGB完全相同（但其实边缘已经没有了，全部都是无效的Depth像素）。

存储读取

根据之前的描述，深度图的表示也很简单，如下：

char RGBData[640][480][3];
typedef unsigned short UINT16,*PUINT16;
UINT16 DepthData[640][480];

我们可以自己实现保存与读取的方法，也可以借助一些第三方SDK，如OpenCV进行读写，
在操作深度图时，OpenCV使用的格式是CV_16U，举个例子：

inline cv::Mat getMat(const VideoFrameRef &frame,int dataStride,int openCVFormat){
   
   
    //深度图PNG16类型（short），Little-Endian（低位在低字节）
    //RGB图BGR24类型
    int h=frame.getHeight();
    int w=frame.getWidth();
    cv::Mat image=cv::Mat(h,w,openCVFormat);
    memcpy(image.data,frame.getData(),h*w*dataStride);
    //cv::flip(image,image,1);
    return image