[发明专利]通过上下文信息的主动照明管理

说明书

用于深度跟踪的近眼显示器(NED)设备上的照明模块和深度相机可能受限于严格的功率消耗预算。为了降低深度跟踪的功率消耗，照明模块的照明功率被可控制地改变。这样的变化需要使用先前的帧或先前记录的数据来通知用于生成当前帧的照明功率。在NED确定下一最小照明功率之后，照明模块以该功率水平激活。照明模块发射电磁(EM)辐射(例如IR光)，EM辐射从场景中的表面反射，并且反射光由深度相机捕获。该方法针对后续帧重复，使用来自先前的帧中的每个帧的上下文信息来动态地控制照明功率。因此，该方法将NED的深度相机组件的整体功率消耗降低到最小水平。

技术领域

本公开涉及机器视觉。更特别地，本公开涉及机器视觉中的深度跟踪的功率消耗。

背景技术

深度感测技术可以用于确定人相对于附近对象的位置或用于以三维(3D)生成人的直接环境的图像。深度感测技术的一个示例是飞行时间(ToF)深度相机。ToF相机具有将光发射到附近对象上的光源。从对象的表面反射的光可以被ToF相机捕获。光从ToF相机的光源行进并且从对象反射回来所需的时间被转换为深度测量(即到对象的距离)，该深度测量可以被处理以映射用户环境中的物理表面，并且如果需要，可以渲染用户环境的3D图像。深度感测技术的另一示例是基于相位延迟计算。以一个或多个已知频率发射光并且将所接收的反射光的相位与发射光的相位进行比较，能够实现经计算的相位延迟。知道反射光的一个或多个相位延迟使得处理器能够确定到反射光的对象的距离。

照明系统汲取功率以进行操作。在移动设备中，通常存在对功率消耗，以及尺寸、重量和成本的严格限制。光源的照明功率越大，功率汲取就越大。该问题存在于诸如深度感测主动(active)红外(IR)模块、夜视相机、安全相机和机器视觉的其他应用等的许多设备中。这些系统的主动照明功率通常被选择以满足系统的最坏预期操作场景。设置针对最坏情况的照明功率在许多情况下会导致过度照明，因而浪费功率。另外，被设计成用于提供针对最坏情况的主动照明的设备往往需要具有更大容量的电源(例如，一个或多个电池)，因此需要比其他情况所需的更大的尺寸和重量，因此不期望地增加了最终产品的尺寸、重量和成本。

发明内容

在此介绍的是至少一种装置和至少一种方法。至少一种装置包括电磁辐射(EM)发射器，其具有可控制的可变照明功率，并且至少一种方法是改变照明功率的方法。在此介绍的EM发射器适用于诸如近眼显示(NED)系统的应用，并且可以基于诸如周围环境光水平、反射率和场景深度的上下文信息而被改变，以避免不必要的过度照明，并且因此避免不必要的功率消耗。

在一些实施例中，装置可以包括具有可控制的可变照明功率或曝光时间的电磁辐射(EM)发射器、深度跟踪相机组件以及周围环境光水平检测机构，该深度跟踪相机组件被配置成使用源自EM发射器的反射的EM发射来确定到用户的手的距离。EM发射器包括用于将可变照明功率或曝光时间设置成与由周围环境光水平检测机构检测的周围环境光水平正相关的指令。EM发射器的实施例包括生成红外(IR)光的照明模块。

在某些实施例中，装置可以被实施在近眼显示(NED)设备中，近眼显示(NED)设备诸如是头戴式显示(HMD)设备、诸如是虚拟现实或增强现实显示系统。在某些实施例中，EM发射器可以与相机一起实施，以执行HMD设备的深度感测。

在一些实施例中，改变EM发射器的照明功率的方法包括检测在NED附近的场景的周围环境光水平，以及基于检测到的周围环境光水平来改变NED设备上的EM发射器的照明功率，使得照明功率具有与周围环境光水平的正相关。

在某些实施例中，方法可以附加地利用其他上下文信息，诸如场景深度和反射率值，以便确定EM发射器的适当的照明功率。改变EM发射器的照明功率可以用于节省NED(诸如HMD)上的有限的电源。取决于深度跟踪的目标，照明功率可以存在一个以上的值。例如，用于用户的手的深度跟踪的照明功率将不同于用于对用户的手之外的空间(诸如空间区域/房间)进行深度跟踪的照明功率。

根据附图和详细描述，所公开的实施例的其他方面将显而易见。