[发明专利]用于捕获稀疏照明场景的数字图像的机器视觉系统

说明书

一种方法包含通过具有像素阵列的图像传感器产生两个或更多个测量值，所述测量值包含包含在一组符号位中的信息，每一测量值的所述产生包含(i)在所述像素阵列上形成图像信号；以及(ii)根据所述图像信号及一组像素采样模式来比较从所述像素阵列的像素输出的累积像素电流，以产生所述测量值的所述组符号位；缓冲所述测量值中的至少一者以形成缓冲测量值；将所述缓冲测量值的信息与所述测量值的信息进行比较以产生差分测量值；以及将所述差分测量值与所述组像素采样模式的信息相组合，以产生与在所述像素阵列上形成的所述图像信号中的一或多者相关的一或多个数字图像的至少一部分。

相关申请案的交叉参考

本申请案依据35 U.S.C.§119(e)(1)主张2016年9月26日申请的第62/399,936号美国临时申请案及第15/420,622号美国实用新型申请案的优先权的权益，所述申请案以引用的方式并入本文中。

背景技术

本发明大体上涉及机器视觉，并且更特定来说涉及通过数字化大体上可压缩的图像(即，根据一些编码方法可通过至少比像素值集小50％的一组数字很好地表示的数字图像)来操作的机器视觉系统。例如，自然稀疏图像，例如由光平面照明的场景形成的图像大体上是可压缩的，这是因为稀疏图像可由对对应于场景中的照明点的相对较小数目个像素的量值及位置进行编码的一组数字表示，而所有其它像素值可编码为单个数字，其可为零。

一种用于从所关注物体的表面捕获信息的机器视觉方法涉及一种包含数码相机的二维(2D)成像装置，所述数码相机聚焦在由在相对于所述数码相机的固定位置处布置的光源提供的照明平面上。通过在大体上垂直于照明平面的方向上移动所关注物体(或成像装置)，可逐渐收集表示所关注物体的表面的三维(3D)点云用于后续分析。在此方法中，3D点云收集的速度通常受到数码相机可捕获数字图像的最大速率的限制，这可通过数码相机的图像传感器的设计来确定。

常规互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器架构已经适于提供超高速图像捕获，但是大小、成本、复杂性及支持系统要求通常使得此类装置在商业上可行的机器视觉系统中的集成变得不切实际。

发明内容

一方面，所揭示技术可实施为方法，所述方法包含通过具有像素阵列的图像传感器产生两个或更多个测量值，所述两个或更多个测量值中的每一者包含包含在一组符号位中的信息，所述两个或更多个测量值中的每一测量值的所述产生包含：(i)在所述像素阵列上形成图像信号；以及(ii)根据所述图像信号及一组像素采样模式的至少一部分来比较从所述像素阵列的至少一些像素输出的累积像素电流，以产生所述测量值的所述组符号位；缓冲所述两个或更多个测量值中的至少一个测量值以形成缓冲测量值；将所述缓冲测量值的信息与所述两个或更多个测量值的信息进行比较以产生差分测量值；以及将所述差分测量值与所述组像素采样模式的信息组合，以产生与在所述像素阵列上形成的所述图像信号中的一或多者相关的一或多个数字图像的至少一部分。

实施方案可包含以下特征中的一或多者。在一些实施方案中，在所述像素阵列上的所述图像信号的所述形成中的每一者可包含在作为所述图像信号的部分包含的所述像素阵列的像素子集上接收参考信号，且所述组合可包含将所述参考信号的信息与所述差分测量值及所述组像素采样模式的所述信息组合以产生一或多个数字图像的所述至少一部分。

在一些实施方案中，所述两个或更多个测量值可包含第一测量值及第二测量值。此处，所述第一测量值对应于包含参考信号的图像信号，且所述第二测量值对应于包含所述参考信号及所关注信号的另一图像信号，当所述像素阵列获取在所述像素阵列处接收的所关注图像时，所述所关注信号形成。另外，所述缓冲可包含所述第一测量值的缓冲。

在一些情况下，所述缓冲所述至少一个测量值可包含对基于所述参考信号产生的所述两个或更多个测量值中的两者或更多者进行平均化，以形成所述缓冲测量值。