[发明专利]组合多个图像以补偿反射率和/或吸收的差别的结构光主动深度感测系统

说明书

相关申请案的交叉引用

本申请案根据35U.S.C.§119(e)权益主张2012年11月14日申请的美国临时专利申请案第61/726,387号的优先权并主张2012年年12月21日申请的美国非临时专利申请案第13/723,873号的优先权，这些专利申请案的内容明确地通过引用结合在此。

技术领域

各种特征是有关于主动深度感测，且更具体来说是有关于用于在执行使用结构光的主动深度感测系统时补偿场景中的对象的不同反射率/吸收系数的技术。

背景技术

在主动感测中，在被常称作“结构光”的过程中使用已知图案(例如，代码掩码)来照明场景或对象。投影于场景或对象上的图案的结构编码所述场景或对象的深度信息。一旦在接收到的图像中找到所述图案，便可重构3维场景或对象。可使用已知的所投影图案与经解码图案之间的关系来导出关于所捕获场景的深度信息。

接收器/相机传感器可从入射光捕获场景的图像，所述入射光是来自于光源到所述场景(例如，个人、对象、场所等)上的反射。入射光的强度可取决于：(a)场景中的表面的反射系数性质；(b)产生所投影图案的光的功率；和/或(c)环境光。如果相机传感器上的入射光太强，那么其使传感器饱和。如果入射光太弱，那么相机传感器不捕获场景的反射率的变化。即使在场景内，取决于图像中正被捕获的表面的类型，仍可以同时发生两种情境(例如，所捕获光太强和太弱)。如果系统中不包含对入射光强度的调整，那么对于广泛范围的情境(不同环境光、光源的不同预设功率、不同表面类型)来说不可能捕获所投影图案(例如，代码掩码)的照度的变化。

因此，需要一种解决方案以在执行使用结构光系统的场景深度感测时补偿入射光强度的变化。

发明内容

下文呈现本发明的一或多个方面的简化概述，以便提供对此些方面的基本理解。此概述并非本发明的所有所涵盖特征的广泛综述，且既不希望识别本发明的所有方面的关键或至关重要要素，也不希望划定本发明的任何或所有方面的范围。其唯一目的是以简化形式呈现本发明的一或多个方面的一些概念以作为稍后呈现的更详细描述的序言。

一种适于在使用结构光的主动深度感测系统中补偿表面反射率差别的装置。所述装置可包含接收器传感器和处理电路。所述接收器传感器可用来捕获上面投影有代码掩码的场景的多个图像，其中所述接收器传感器在两个或两个以上曝光时间捕获所述多个图像。所述处理电路可适于通过从每一图像提取所述代码掩码的可解码部分来组合所述多个图像中的所述两者或两者以上以产生组合图像。另外，所述处理电路进一步适于基于所述组合图像且使用所述代码掩码来断定所述场景的深度信息。

在一个实例中，所述处理电路可进一步适于：(a)从所捕获的所述多个图像来断定一或多个参数；和/或(b)根据所述一或多个参数来动态地调整所述接收器传感器的所述曝光时间以改进在多个随后所捕获图像中对所述代码掩码的解码。

所述接收器传感器可适于：(a)使用第一曝光时间来捕获上面投影有所述代码掩码的所述场景的第一图像；和/或(b)使用第二曝光时间来捕获上面投影有所述代码掩码的所述场景的第二图像，其中所述第二曝光时间经选择以减少所述第一图像中的曝光过度或者曝光不足。

类似地，还可提供一种用于在使用结构光的主动深度感测系统中补偿表面反射率差别的方法。可捕获上面投影有代码掩码的场景的多个图像，其中所述接收器传感器在两个或两个以上曝光时间捕获所述多个图像。可通过从每一图像提取所述代码掩码的可解码部分来组合所述多个图像中的所述两者或两者以上以产生组合图像。可基于所述组合图像且使用所述代码掩码来断定所述场景的深度信息。

在一个实例中，可从所捕获的所述多个图像来断定一或多个参数。随后，可根据所述一或多个参数来动态地调整所述接收器传感器的所述曝光时间以改进在多个随后所捕获图像中对所述代码掩码的解码。

另一个特征可包含：(a)使用第一曝光时间来捕获上面投影有所述代码掩码的所述场景的第一图像；和/或(b)使用第二曝光时间来捕获上面投影有所述代码掩码的所述场景的第二图像，其中所述第二曝光时间经选择以减少所述第一图像中的曝光过度或者曝光不足。