[发明专利]用于处理飞行时间相机的原始图像的方法和图像处理设备

说明书

实施例涉及用于处理飞行时间(ToF)相机(204)的原始图像的方法(100)。该方法包括：确定原始图像的跟踪区域内的相位相关值(106)，并且使用校准数据(108)来确定与相位相关值对应的距离。实施例还涉及根据情况生成(500)校准数据(706)。实施例还涉及如何通过该方法(100)提供对象(210)的位置跟踪，特别是提供了关于对象的距离。实施例还涉及ToF相机(204)的图像处理设备(1200)、ToF相机(204)和计算机程序产品。

技术领域

实施例涉及一种用于操作飞行时间相机(缩写为ToF相机)的方法，尤其涉及一种用于处理ToF相机的原始图像的方法。实施例还涉及用于ToF相机的图像处理设备、ToF相机以及用于ToF相机的计算机程序产品。

背景技术

ToF相机可用于创建深度图像。在该深度图像上，可以显示成像对象或成像对象的部分的相应距离。为此，在基于相位来确定距离的情况下，每个深度图像至少进行四次单独记录。这些单独记录可以被称为单帧或相位图像或ToF原始图像，并且需要重建相应的距离。

对于每个原始图像，光信号或光束可以由ToF相机或ToF相机的发光单元或光源发射，其由对象反射。ToF相机或ToF相机的光接收单元以与该飞行时间相关的相位或时移而接收反射信号。单个图像的相移可以包含与相应对象的距离有关的信息，其中该距离通过组合相应的单帧来确定。

特别地，当在移动设备中使用ToF相机时，其中ToF相机所需的电能会被相应的预定电池容量限定，记录相应的单帧以用于创建深度图像可能对于移动设备的预定操作时间段而言代表过高的能量需求。特别是对于必须连续记录深度图像的对象的位置跟踪，这可能是不利的，因为这导致持续的高能量需求。此外，一个接一个地记录各个单帧的时间段可能产生等待时间，这可能导致ToF相机的图像输出的延迟。

已知用于操作ToF相机和处理ToF相机的原始图像的方法。

需要一种用于操作ToF相机以跟踪对象的方法，通过该方法可以跟踪先前未知的对象，并且减少跟踪时的能量需求和延迟。

发明内容

一个实施例涉及处理飞行时间(ToF)相机的原始图像的方法。该方法包括：确定原始图像的跟踪区域内的相位相关值；并且使用校准数据来确定与相位相关值对应的距离。

根据该方法处理的原始图像也可以被称为由ToF相机以单次曝光记录的相位图像。例如，可以基于以具有单相位或单相移或单相差的调整光进行曝光来记录原始图像。调制光的相位也可以在曝光期间被修改。

这样的原始图像具有至少一个跟踪区域，或者它也可以具有多个跟踪区域或者被细分为这样的跟踪区域。例如，跟踪区域可以是对象内的特定连续区域，其与ToF相机的距离将被确定。至少一个跟踪区域具有至少一个相位相关值。相位相关值也可以被称为原始图像的相位值或者由ToF相机发出的光信号与由ToF相机接收的光信号之间的自相关函数的值。

跟踪区域的相位相关值可以对应于要从ToF相机确定的跟踪区域的距离。校准数据也用于确定该距离。例如，借助于校准数据，可以将相应的距离分别分配给一个相位相关值。由此确定的距离可以是跟踪区域的距离，在该距离内确定相位相关值。

该方法可以仅需要单个原始图像来确定距离。以这种方式，可以减少ToF相机的能量需求，特别是与例如用于确定距离的传统方法相比，能量需求可以减少高达75％。因此，以这种方式操作的ToF相机例如可以用于具有有限能量存储的移动设备中的对象跟踪或对象定位。进一步的效果可以是在根据该方法确定距离时减少等待时间，因为仅需要记录一个而不是几个原始图像来确定与ToF相机的距离。与使用由四个原始图像组成的深度图像来确定距离相比，延迟可降低多达75％。该方法的另外的效果可以是，在确定移动对象的距离时可以完全避免运动伪影，因为总是仅需要单个原始图像来确定距离。