[发明专利]用于具有背景去除的有源深度成像仪的系统和方法

说明书

有源深度成像系统和操作其的方法使用第一和第二成像仪的每个捕获发光体开和发光体关图像数据。发光体开图像数据包括表示成像场景和从发光体发射的并由成像场景内物体反射的光的信息。发光体关图像数据包括表示没有来自发光体发射的光的成像场景的信息。对于由第一和第二成像仪捕获的每个图像集，从发光体开图像数据减去发光体关图像数据以确定场景内的照明光。然后通过第一和第二成像仪的相减的图像数据确定光入射其上的物体的深度。

技术领域

本申请涉及光学技术领域，特别地涉及用于具有背景去除的有源深度成像仪的系统和方法。

背景技术

立体照相机包括分别从稍微不同的角度捕获场景的左图像和右图像的第一成像阵列和第二成像阵列。只要共有特征在两个图像中是可容易地区别的，可以通过左图像和右图像中的共有特征的三角测量计算深度信息。有源立体照相机或有源深度照相机通过例如使用激光投影系统将特征投影至照相机的视点保证可区别的共有特征。

发明内容

在第一方面，具有背景去除的有源深度成像系统包括：用于向场景中的物体发射光束的发光体，其中物体反射发射的光束；以及用于成像场景的第一图像集的第一成像仪和用于成像场景的第二图像集的第二成像仪。第一图像集和第二图像集的每个可以包括表示当发光体处于开启模式的场景的发光体开图数据以及表示当发光体处于关闭模式的场景的发光体关图像数据。系统还可以包括图像处理器，用于：对于第一图像集和第二图像集的每个，通过从发光体开图像数据减去发光体关图像数据来产生背景去除的图像数据，以及分析第一背景去除的图像数据和第二背景去除的图像数据以确定场景中反射发射的光束的物体的深度。

在第二方面，用于操作有源深度成像系统的方法包括，对于第一时间段，配置有源深度成像系统的第一成像仪和第二成像仪的每个捕获表示成像场景和由发光体发射的光的发光体开图像数据。方法还可以包括，对于第二时间段，配置第一成像仪和第二成像仪的每个不积累电荷。方法还可以包括，对于第三时间段，配置第一成像仪和第二成像仪的每个捕获表示没有光的成像场景的发光体关图像数据。方法还可以包括，对于第四时间段，配置第一成像仪和第二成像仪的每个不积累电荷。方法还可以包括，对于各自的第一成像仪和第二成像仪的每个，从发光体开图像数据中减去发光体关图像数据以确定场景内由发光体发射的光。方法还可以包括确定光入射其上的成像场景内的物体的深度信息。

附图说明

图1描绘用于使用激光投影捕获深度信息的有源深度系统。

图2描绘图1的有源深度系统100的使用的情景200。

图3描绘示出在此讨论的IL(照明)和GS(全局快门)信号之间的比较的示例性时序图300。

图4描绘实施例中包括发光体和成像仪的示例性有源深度照相机。

图5描绘在一个实施例中用于存储发光体开图像数据和发光体关图像数据的示例性锁定双存储门全局快门像素电路。

图6描绘示出在一个实施例中全局操作信号(GS、TSG1、TSG2)和照明信号IL的每个的示例性时序图。

图7描绘示出在另一实施例中全局操作信号(GS、TSG1、TSG2)和照明信号IL的每个的示例性时序图。

图8描绘示出在另一实施例中全局操作信号(GS、TSG1、TSG2)和照明信号IL的每个的示例性时序图。

图9描绘示出在另一实施例中全局操作信号(GS、TSG1、TSG2)和照明信号IL的每个的示例性时序图。

图10描绘示出在另一实施例中全局操作信号(GS、TSG1、TSG2)和照明信号IL的每个的示例性时序图。

图11描绘示出在另一实施例中全局操作信号(GS、TSG1、TSG2)和照明信号IL的每个的示例性时序图。