[发明专利]确定捕捉到的图像的深度数据

说明书

本文提供了用于从密度调制二元图中获取深度的方法、系统以及一个或多个计算机可读存储介质。该方法包括使用IR相机和包括衍射光栅的多个IR激光器来捕捉场景的多个图像。每一图像都包括携带相位信息的密度调制二元图。该方法还包括对图像执行基于像素的相位匹配以便基于密度调制二元图所携带的相位信息来为场景确定深度数据。

背景

用于生成场景的三维图像的系统依靠深度重构技术来确定场景内的对象的三维形状。一些现有系统利用基于单镜头结构光的深度相机来确定捕捉到的图像的深度数据。此类单镜头结构光系统使用深度相机来发出包括随机光点的图案，并且然后捕捉包括所发出的图案的图像。然后可通过建立参考图像与捕捉到的包括该图案的图像之间的对应关系来确定深度数据。然而，以此方式确定的深度数据经常遭受孔洞和严重噪声。具体而言，光点的位置由像素块标识。此类像素块可能在被投影到场景内的对象的边界上时变形。这可能使得难以标识图像之间的对应关系。此外，所标识的图像之间的对应关系在突然的深度变化的情况下可能具有有限的准确性。结果，所确定的深度数据可能包括随机误差。

依靠将一系列相移正弦图案投影到场景上的相移系统通常提供比上述单镜头结构光系统更高质量的深度数据。此类相移系统能够在具有一组捕捉到的图像的情况下在每一相机像素处重构深度数据。由此，深度数据可具有更高的空间分辨率。另外，深度数据可以从正弦相位差中计算。结果，噪声可被抑制，并且深度数据可以更准确。然而，由于正弦图案是灰度的，因此此类系统依靠使用投影仪来重构深度数据。

概述

下面呈现了本发明实施例的简化概述，以便提供此处所描述的某些方面的基本概念。此发明内容不是所要求保护的主题的详尽的概述。既不是要指出所要求保护的主题的关键性元素，也不是要详细描述本发明实施例的范围。唯一的目的是以简化形式呈现所要求保护的主题的某些概念，作为稍后呈现的比较详细的描述的前奏。

一实施例提供了一种用于从密度调制二元图中获取深度的方法。该方法包括使用IR相机和包括衍射光栅的多个IR激光器来捕捉场景的多个图像。每一图像都包括携带相位信息的密度调制二元图。该方法还包括对图像执行基于像素的相位匹配以便基于密度调制二元图所携带的相位信息来确定场景的深度数据。

另一实施例提供了一种用于从密度调制二元图中获取深度的系统。该系统包括多个IR激光器。每一IR激光器都被配置成经由衍射光栅来将携带相位信息的密度调制二元图发射到场景上。该系统还包括IR相机，该IR相机被配置成捕捉对应于每一IR激光器所发射的密度调制二元图的图像。该系统还包括处理器和系统存储器，该系统存储器包括在由该处理器执行时被配置成执行以下操作的代码：分析图像以便基于密度调制二元图所携带的相位信息来确定场景的深度数据。

另外，另一实施例提供了一种或多种用于存储计算机可读指令的计算机可读存储介质。这些计算机可读指令在由一个或多个处理设备执行时提供了一种用于从密度调制二元图中获取深度的系统。这些计算机可读指令包括被配置成获取场景的图像的代码。图像使用IR相机和包括衍射光栅的多个IR激光器来递归地捕捉。每一图像都包括携带相位信息的密度调制二元图。这些计算机可读指令还包括被配置成基于每一密度调制二元图的局部唯一性来纠正图像中的相位模糊的代码。这些计算机可读指令还包括被配置成对图像执行基于像素的相位匹配以便基于密度调制二元图所携带的相位信息来重构场景的深度数据的代码。

下面的描述和附图详细地阐述了所要求保护的主题的某些说明性方面。然而，这些方面只是表示可以使用本发明实施例的原理的各种方式中的一些方式，并且所要求保护的主题旨在包括所有这些方面和等效内容。通过与附图一起阅读下面的本发明实施例的详细描述，所要求保护的主题的其他优点和新颖的特点将变得显而易见。

附图简述

图1是根据本文描述的各实施例的可用于使用密度调制二元图来确定捕捉到的图像的深度数据的计算系统的框图；

图2是根据本文描述的各实施例的可用于捕捉图像的成像设备的示意图；