[发明专利]用于获得3D图像的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于获得3D(3维)图像的方法和装置，更具体而言，涉及通过使用红外线连同可见光来获得3D图像的方法和装置。

背景技术

最近，已经开发了从识别的目标获得3D图像的各种技术和产品。例如，TOF(飞行时间)系统根据相机与识别的目标之间的距离或深度获得3D图像，其使用到识别的目标的照射光的光发射时间与从识别的目标反射的光的光接收时间之间的时间差来测量相机与识别的目标之间的距离或深度。同样，结构光系统根据识别的目标的深度获得3D图像，其通过向识别的目标发射图案化的红外结构光并分析从识别的目标接收的红外线的图案来测量识别的目标的深度。

就此而言，尽管可以使用两个或更多可见光来获得3D深度信息，但是最近使用了使用可见光图像连同红外线图像作为有源光源的系统。而且，在该系统中，一般而言，连同红外线传感器(IR传感器)，设置了用于拍摄可见光的分开的传感器(RGB传感器)。另外，已经研发了这样的相机结构，其通过将用于拍摄可见光的传感器像素中的一个修改为用于获得红外线的像素来从RGB-IR传感器获得可见光图像和红外线图像。

发明内容

技术问题

RGB-IR单一传感器还没有被应用到用于获得3D图像的红外结构光系统，并且由于相关研究和研发开没有公开，设计集成的产品存在着困难。而且，在RGB-IR传感器被用作用于获得3D图像的装置的情况下，下述问题出现了。即，如果从像RGB-IR传感器这样的一个传感器获得红外线图像和可见光图像，则在可见光区域与红外线区域之间一般会出现干扰。

下文中，将对上述干扰进行更具体的描述。红外光照应当被持续激活以便获得红外图像。而且，持续激活的红外光照影响可见光图像，并且这被称为红外线与可见光之间的干扰。如果出现干扰，则在获得的可见光图像和红外图像中会出现噪声。结果，出现了下述问题：由于干扰而获得了不正确的3D图像。

已经构思了本发明以解决上述问题，本发明的目标是提供通过将单一RGB-IR传感器应用到红外结构光系统来有效获得3D图像的装置和方法。

本发明的另一目标是提供通过在使用RGB-IR传感器时去除可见光区域与红外区域之间的干扰来有效获得3D图像的装置和方法。例如，作为本发明的实施例，意图提供通过将用于拍摄可见光的时间段与用于拍摄红外线的时间段分开来去除干扰的方法和装置。

本发明的另一目标是提供通过使用从用于拍摄可见光的时间段和用于拍摄红外线的时间段分别获得的红外图像获得的红外差分图像来有效获得3D图像的装置和方法。

本发明的另一目标是提供通过根据环境光的亮度控制红外线发射时段来获得3D图像的装置和方法。例如，作为本发明的实施例，意图提供通过适应性地响应环境光来控制用于拍摄可见光区域和红外区域的时段的方法和装置。

本发明的另一目标是提供通过使用上述通过去除干扰来获得3D图像的方法来显示3D图像的装置。

技术方案

为实现上述目标，根据本发明的一个实施例，用于获得3D图像的装置包括：光发送单元，光发送单元用于向识别的目标发射红外线(IR)结构光；光接收单元，光接收单元包括用于接收从识别的目标反射的红外线和可见光的RGB-IR传感器；处理器，处理器用于通过使用由光接收单元接收的红外线和可见光中的每一个来获得3D图像信息，3D图像信息包括识别的目标的深度信息和可见光图像；以及光照单元，光照单元用于控制红外线(IR)结构光的光照周期。而且，该装置进一步包括图像恢复单元和显示单元，图像恢复单元通过使用由处理器获得的3D图像信息来恢复识别的目标的3D图像，显示单元用于在可视屏幕上提供恢复的3D图像。

而且，光照单元控制红外线(IR)结构光的光照周期，以通过将可见光测量时间段T1与红外测量时间段T2彼此分开来去除可见光测量时间段T1与红外测量时间段T2之间的干扰。

而且，光照单元控制红外线(IR)结构光的光照周期，以在环境光的亮度超过预定常规参考值Th2时通过考虑环境光的亮度来以相同的时段重复可见光测量时间段T1与红外测量时间段T2。

而且，处理器通过从在红外测量时间段T2获得的红外图像减去在可见光测量时间段T1获得的红外图像来获得红外差分图像。

而且，处理器通过使用获得的红外差分图像来测量识别的目标的深度。

而且，光照单元控制红外线(IR)结构光的光照周期，以便如果环境光的亮度小于预定常规参考值Th2，则使得可见光测量时间段T1比红外测量时间段T2长。