[发明专利]用于确定图像中对象深度的设备和技术

说明书

技术领域

本文描述的实施例一般涉及电子成像技术，特别是主动深度摄像机（camera）技术。

背景技术

近来，电子装置已被发展用于测量视野内的对象深度。此类深度信息在多个应用中使用，如游戏装置、扫描仪和三维（3D）打印机。在某些应用中，如那些依赖于手势识别的应用，相比通过场景记录的传统红绿蓝（RGB）图像所获取的信息，场景中对象的深度信息可提供更有价值的数据。“结构光”是一般熟知的确定物品深度的常用方法，并且涉及将光图案投射到场景中的对象上，然后当光图案被对象拦截时通过分析反射光提取到深度信息。发射器通常将可见光或红外线（IR）辐射投射到对象上，随后被传感器反射和捕获。

在某些场景中，当用户与电子装置如计算装置、通信装置、独立摄像机或其它包含深度测量摄像机的装置交互时，感兴趣的深度通常是距离摄像机10 cm到150 cm的范围。由于若干原因，设计出合适的光学系统在这样的范围中工作是有些困难的。为了在要求范围中提取对象（如人体）的深度图像，摄像机和发射器的景深都应该在10 cm到150cm范围中。然而，范围越短景深越短是光学镜头众所周知的特性。

因此，存在对于改进的技术和设备来解决这些以及其它问题的需要。

发明内容

本公开提供一种用于确定对象深度的设备，包括：投射低分辨率光学图案和高分辨率光学图案的发射器，所述高分辨率光学图案相比所述低分辨率光学图案具有更精细的分辨率；检测合成图像的传感器，所述合成图像包括包含所投射的低分辨率光学图案的反射的低分辨率光学反射图案、和包含所投射的高分辨率光学图案的反射的高分辨率光学反射图案；以及基于所检测的合成图像来确定第一深度范围中的对象深度和第二深度范围中的对象深度的逻辑。

本公开还提供一种用于确定对象深度的计算机实现的方法，包括：接收合成图像，所述合成图像包含由低分辨率光学图案的反射所形成的低分辨率反射图案和由高分辨率光学图案的反射所形成的高分辨率反射图案，所述高分辨率光学图案相比所述低分辨率光学图案具有更精细的分辨率；基于所述高分辨率反射图案来确定第一深度范围中的对象深度；以及基于所述高分辨率反射图案来确定第二深度范围中的对象深度。

本公开还提供一种设备，包括执行前述方法的部件。

本公开还提供至少一个机器可读媒体，可包含多个指令，所述指令响应于在计算装置上被运行而使得所述计算装置执行前述方法。

本公开还提供一种主动深度摄像机，包括：发射器系统，包含具有第一景深的第一发射器和具有第二景深的第二发射器，所述第二景深大于所述第一景深，所述发射系统投射包括低分辨率和高分辨率光学图案的合成光学图案；传感器系统，检测合成图像，所述合成图像包括包含所投射的低分辨率光学图案的反射的低分辨率光学反射图案，以及还包括包含所投射的高分辨率光学图案的反射的高分辨率光学反射图案；以及逻辑，基于所检测的合成图像来确定第一深度范围中的对象深度和第二深度范围中的对象深度。

附图说明

图1示出结构光组件的实施例。

图2示出结构光系统的实施例。

图3示出结构光组件的另一实施例。

图4示出结构光系统的另一实施例。

图5示出结构光系统的再一实施例。

图6A示出光学图案的一个实施例。

图6B示出光学图案的另一实施例。

图7示出操作结构光系统的一种使用场景。

图8示出结构光组件产生的示例性的光图案。

图9示出结构光组件的再一实施例。

图10示出示例性的第一逻辑流程。

图11示出示例性的第二逻辑流程。

图12示出示例性的系统体系结构。

具体实施方式

实施例涉及用于确定一定距离或深度范围上深度信息的设备和技术，特别是在距离摄像机或传感器约10 cm到150 cm的范围上。在各种实施例中，结构光组件包括发射器系统或发射器组件，所述发射器系统或发射器组件包括一个或更多设计成聚合发射光学图案的发射器。在某些实施例中，发射器系统包含多个发射器，其中发射器设计在发射器之间有所差异。特别是，第一发射器可被设计成生成在第一深度范围上有用的光学图案，而第二发射器可被设计成生成在第二深度范围上有用的光学图案。