[发明专利]基于单个图像传感器及在可见光谱中的结构光图案撷取图像及相关三维模型的方法及装置

权利要求书

1.一种使用包括图像传感器及一个或多个结构光源的相机撷取场景的图像的方法，该方法包括：

在没有开启任意结构光源的情况下，在一个或多个第一帧周期期间，通过该图像传感器撷取在公共图像平面上所形成的一个或多个非非结构光(non-structured light)图像；

在调节该一个或多个结构光源以生成在一个或多个初始强度级的初始结构光的情况下，通过投射在可见光谱中的结构光图案，在一个或多个第二周期期间，通过该图像传感器撷取在该公共图像平面上所形成的一个或多个初始结构光(SL)图像；

基于该一个或多个非结构光图像及该一个或多个初始结构光图像，评估自该图像传感器的视场中的一个或多个对象反射的结构光图案的信号质量；

若结构光图案的该信号质量低于阈值，则重复下列步骤直至结构光图案的该信号质量等于或高于该阈值：

针对该一个或多个结构光源，从包括自至少一个先前强度级增加的一个目标强度级的范围或组中选择一个或多个目标强度级；

以所选的该一个或多个目标强度级，通过投射在该可见光谱中的该结构光图案，在一个或多个第三周期期间，通过该图像传感器撷取在该公共图像平面上所形成的一个或多个接下来的结构光图像作为一个或多个目标结构光图像；以及

基于该一个或多个非结构光图像及该一个或多个目标结构光图像，评估自该图像传感器的该视场中的一个或多个对象反射的结构光图案的信号质量；以及

提供该一个或多个非结构光图像及一个或多个最终目标结构光图像，其中，该一个或多个最终目标结构光图像对应至最后迭代中所撷取的该一个或多个目标结构光图像。

2.如权利要求1所述的方法，还包括在没有开启任意结构光源的情况下，通过将该图像传感器设置为常规模式，通过该图像传感器撷取在常规帧周期期间利用该图像传感器在该公共图像平面上所形成的常规图像，其中，该一个或多个第一帧周期、该一个或多个第二周期以及该一个或多个第三周期的第一长度远短于该常规帧周期的第二长度。

3.如权利要求2所述的方法，其中，该一个或多个第一帧周期、该一个或多个第二周期以及该一个或多个第三周期的该第一长度等于或小于该常规帧周期的该第二长度的1/8。

4.如权利要求2所述的方法，其中，在撷取该一个或多个非结构光图像、该一个或多个初始结构光图像以及该一个或多个接下来的结构光图像期间，将该图像传感器设置为快速撷取模式，以使该一个或多个第一帧周期、该一个或多个第二周期以及该一个或多个第三周期的第一长度远短于该常规帧周期的该第二长度。

5.如权利要求4所述的方法，其中，该快速撷取模式对应至降低与该图像传感器的模拟-数字转换器(analog-to-digital converter；ADC)关联的位深度或空间分辨率，或参照常规模式增加该图像传感器的读出增益。

6.如权利要求1所述的方法，其中，通过设置该图像传感器以在模拟域中整合同一颜色的相邻传感器像素来降低空间分辨率，从而以该图像传感器的降低的空间分辨率来撷取该一个或多个非结构光图像、该一个或多个初始结构光图像以及该一个或多个接下来的结构光图像，或者在该图像传感器内部或外部以数字方式执行。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述评估自该图像传感器的视场中的一个或多个对象反射的结构光图案的该信号质量包括：评估自该图像传感器的视场中的一个或多个对象反射的该结构光图案的信噪比、平均信号或峰值信号。

8.如权利要求1所述的方法，其中，该一个或多个结构光源包括具有不同光谱密度的多个光源，并调节该多个光源以最大限度地增加该图像传感器的颜色平面之间的结构光-环境光信号比。

9.如权利要求1所述的方法，其中，依据该一个或多个非结构光图像的图像强度以及通过距离传感器所检测的该相机与目标对象之间的距离信息，确定该一个或多个初始强度级。