[发明专利]基于飞行时间测距的运算装置、感测装置及处理方法

说明书

本发明提供一种基于飞行时间测距的运算装置、感测装置及处理方法。在此方法中，取得至少一像素所对应的强度信息，而此强度信息相关于通过时间差或相位差感测调变光所得的讯号强度。依据当前时间点的强度信息计算那些像素中一个待评估像素的当前深度信息。依据待评估像素的当前深度信息与其在至少一先前时间点所对应的先前深度信息之间的差异，决定是否使用当前深度信息作为待评估像素在当前时间点的输出。藉此，可降低噪声对深度信息估测的影响，且同时考虑非静态物体的情况。

技术领域

本发明涉及一种光学量测技术，且特别是有关于一种基于飞行时间(Time ofFlight，ToF)测距的运算装置、感测装置及处理方法。

背景技术

随着科技的发展，光学三维量测技术已逐渐成熟，其中飞行时间测距是目前一种常见的主动式深度感测技术。ToF测距技术的基本原理是，调变光(例如，红外光、或雷射光等)经发射后遇到物体将被反射，而藉由被反射的调变光的反射时间差或相位差来换算被拍摄物体的距离，即可产生相对于物体的深度信息(即，相对距离)。

值得注意的是，由于诸如发光源(用于发射调变光)对波形的变化、或传感器(用于感测调变光)的热噪声(thermal noise)等物理限制，发光源与传感器可能造成噪声发生。针对静态物体，此等噪声更造成不同时间点量测的距离产生差异。另一方面，当利用ToF测距技术计算深度信息时，若遭遇到动态模糊情况，将导致深度距离不准确、或画面模糊的情况。因此，如何提供一种简便且能有效降低噪声及动态模糊影响的方法成为目前相关领域待努力的目标之一。

发明内容

本发明是针对一种基于飞行时间测距的运算装置、感测装置及处理方法，其能有效减少噪声对于深度计算结果的影响，更考虑到动态模糊的情况。

根据本发明的实施例，基于飞行时间测距的运算装置包括内存及处理器。内存记录至少一像素所对应的强度信息以及用于运算装置的处理方法所对应的程序代码，而此强度信息相关于通过时间差或相位差感测调变光所得的讯号强度。处理器耦接内存，并经配置用以执行程序代码，且此处理方法包括下列步骤：依据当前时间点的强度信息计算那些像素中的一个待评估像素的当前深度信息。依据待评估像素的当前深度信息与其在至少一个先前时间点所对应的先前深度信息之间的差异，决定是否使用当前深度信息作为待评估像素在当前时间点的输出，且此先前深度信息相关于至少一个先前时间点所取得的强度信息。

根据本发明的实施例，基于飞行时间测距的处理方法包括下列步骤：取得至少一像素所对应的强度信息，而此强度信息相关于通过飞行时间测距技术感测所得的讯号强度。依据当前时间点的强度信息计算各像素的当前深度信息。依据那些像素中一个待评估像素的当前深度信息与其先前深度信息之间的差异，决定是否使用当前深度信息作为待评估像素在当前时间点的输出，且此先前深度信息相关于至少一个先前时间点所取得的强度信息。

根据本发明的实施例，基于飞行时间测距的感测装置包括前述基于飞行时间测距的运算装置、调变光发射电路及调变光接收电路。调变光发射电路用以发射调变光。调变光接收电路耦接运算装置，并用以接收调变光以产生感测讯号。

基于上述，本发明实施例基于飞行时间测距的运算装置、感测装置及处理方法，针对各像素，判断前后时间点之间关于深度信息的差异来评估拍摄的物体是否为静态，并据以对静态物体对应的像素消除噪声，且保留非静态物体(即，动态物体)对应像素的深度信息。藉此，可有效降低噪声对于深度信息估测的影响，且同时考虑非静态物体的情况。

附图说明

包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1是依据本发明一实施例的测距系统的示意图。

图2A是依据本发明一实施例的调变光接收电路的电路示意图。

图2B是依据图2A的实施例的讯号波形示意图。