[发明专利]双孔径测距系统及其运作方法

说明书

本发明提供一种双孔径测距系统及其运作方法，该测距系统包含：第一孔径光阑；第二孔径光阑；像素阵列，用以接收穿过第一孔径光阑及第二孔径光阑的光；以及处理单元，用以将图像帧的第一颜色子帧分别与多个第一模糊核进行卷积运算以产生多个模糊化第一子帧，将图像帧的第二颜色子帧分别与多个第二模糊核进行卷积运算以产生多个模糊化第二子帧，将对应第一相对物距时的模糊化第一子帧与模糊化第二子帧进行减法运算以得到第一差分帧，将对应第二相对物距时的模糊化第一子帧与模糊化第二子帧进行减法运算以得到第二差分帧，及选择第一差分帧与第二差分帧中，像素数值的总和最小者所相对应的一组模糊化第一子帧与模糊化第二子帧作为一组最佳匹配子帧。

本申请是申请号为201510715859.5、申请日为2015年10月29日、名称为“双孔径测距系统”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种光学系统，更特别涉及一种双孔径测距系统。

背景技术

图像系统已成为目前行动装置上不可或缺的应用系统之一。所述图像系统所采集的信号除了纪录图像之外，还可应用于手势辨识(gesture recognition)、近接感测(proximity sensing)或距离侦测等。

在距离侦测的应用中，例如可使用飞行时间法(time of flight)、结构光法(structure light)、光场相机(light field camera)、编码孔径相机(aperture codedcamera)等来计算深度。

然而，上述方法皆有其限制。例如，飞行时间法及结构光法会消耗较高的功率，因而较不适用于行动装置。光场相机会降低图像分辨率。编码孔径相机则会降低信噪比(signal-to-noise ratio)。

有鉴于此，有需要提出一种方案，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双孔径测距系统，其比对绿光图像与多个模糊核(blur kernel)的卷积结果和红外光图像与多个模糊核的卷积结果，借以产生深度图。

本发明的另一目的在于提供一种双孔径测距系统，其比对蓝光图像与多个模糊核的卷积结果和红外光图像与多个模糊核的卷积结果，借以产生深度图。

为达上述目的，本发明说明提供一种测距系统，包含第一孔径光阑、第二孔径光阑、像素阵列以及处理单元。所述第一孔径光阑包含红外光截止滤光材质的薄片并具有第一光圈开口。所述第二孔径光阑包含不透光材质的薄片并具有第二光圈开口，其中所述第二光圈开口大于所述第一光圈开口。所述像素阵列由红外光像素及绿光像素所组成，或者由红外光像素及蓝光像素所组成，用以接收穿过所述第一孔径光阑及所述第二孔径光阑的光。所述处理单元用以：将所述像素阵列输出的图像帧的第一颜色子帧分别与依据不同相对物距所事先量测到的多个第一模糊核进行卷积运算以产生对应所述不同相对物距时的多个模糊化第一子帧，其中所述不同相对物距至少包含有第一相对物距及第二相对物距，所述第一颜色为绿色光或蓝色光；将所述图像帧的第二颜色子帧分别与依据所述不同相对物距所事先量测到的多个第二模糊核进行卷积运算以产生对应所述不同相对物距时的多个模糊化第二子帧，其中所述第二颜色为红外光；将对应所述第一相对物距时的模糊化第一子帧与模糊化第二子帧进行减法运算以得到第一差分帧；将对应所述第二相对物距时的模糊化第一子帧与模糊化第二子帧进行减法运算以得到第二差分帧；及选择所述第一差分帧与所述第二差分帧中，像素数值的总和最小者所相对应的一组模糊化第一子帧与模糊化第二子帧作为一组最佳匹配子帧。