[發明專利]一種深度圖成像裝置

在審

• 申請號: 201610940022.5
• 申請日: 2016-10-25
• 公開（公告）號: CN106657970A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 張超
• 申請（專利權）人: 樂視控股（北京）有限公司;樂視致新電子科技（天津）有限公司
• 主分類號: H04N13/02
• 分類號: H04N13/02;H04N13/04
• 代理公司: 北京合智同創知識產權代理有限公司11545
• 代理人: 李杰

技術領域

本發明實施例涉及圖像處理技術領域，尤其涉及一種深度圖成像裝置。

背景技術

虛擬現實(VR，Virtual Reality)技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統它利用計算機生成一種模擬環境是一種多源信息融合的交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真使用戶沉浸到該環境中。

VR成像原理(雙目視差)中，人的雙眼看同一物體時，由于左右眼視線方位不同，視網膜上的圖像會略有差別，即雙眼視差，VR頭盔利用雙眼視差原理在左右眼屏幕上分別顯示兩幅具有微小差別的圖像，用戶將兩幅圖像融合后得到一幅具有立體效果的圖像，左眼和右眼的成像略有差別。

雙目立體視覺融合兩只眼睛獲得的圖像并觀察它們之間的差別，使使用者可以獲得明顯的深度感，建立特征間的對應關系，將同一空間物理點在不同圖像中的映像點對應起來，這個差別，稱作視差(Disparity)圖像。

圖像深度是指存儲每個像素所用的位數，也用于量度圖像的色彩分辨率。圖像深度確定彩色圖像的每個像素可能有的顏色數，或者確定灰度圖像的每個像素可能有的灰度級數.它決定了彩色圖像中可出現的最多顏色數，或灰度圖像中的最大灰度等級。比如一幅單色圖像，若每個像素有8位，則最大灰度數目為2的8次方，即256。一幅彩色圖像RGB3個分量的像素位數分別為4，4，2，則最大顏色數目為2的4+4+2次方，即1024，就是說像素的深度為10位，每個像素可以是1024種顏色中的一種。

圖像深度估計的方法主要分為單目深度估計的方法和雙目深度估計的方法，單目是基于一個鏡頭，而雙目是基于兩個鏡頭，國內外比較成熟且應用廣泛的雙目深度估計的方法是越于雙E1視差的深度估計方法，它是用兩個攝像頭成像，因為兩個攝像頭之間存在一定的距離，所以同一景物通過兩個鏡頭所成的像有一定的差別，既視差，因為視差信息的存在，可以由于來估計出景物的大體深度信息。

VR系統中，獲得深度圖是實現3D手勢識別的基礎。目前的廠商，如LeapMotion和uSens，都采用紅外波段內的雙目視差，然后點云重建實現的，這樣會丟失圖片的細節。

現有技術中，隨機光斑在結構光上使用，沒在雙目視覺上設備使用，如果使用紅外波段進行成像，形成的圖像只是輪廓，可光見技術方案在使用干擾、運算量比較大，例如一個圖像形成噪聲非常多。而且，現有技術中的成像技術，精度和成像的范圍有限，比如在VR上近距離0.5米使用是無法實現的，一般常用可見光是0.5米以上，精度在1CM-2CM(厘米)，而VR上使用的都是毫米級。

因此，如何提高虛擬現實終端的深度圖成像的質量，成為有必要解決的技術問題。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種深度圖成像裝置，用以解決現有技術中虛擬現實終端的深度圖成像的質量不高的問題。

本發明實施例采用的技術方案如下：

本發明的一實施例提供一種深度圖成像裝置，所述深度圖成像裝置包括：攝像頭、隨機光斑生成器、濾光片和一個或多個LED燈，其中，所述隨機光斑生成器進一步包括：光刻玻璃和衍射光柵，其中，

所述濾光片位于所述一個或多個LED燈與所述攝像頭之間，所述隨機光斑生成器位于所述濾光片與所述攝像頭之間；

所述光刻玻璃位于所述濾光片與所述攝像頭之間，所述衍射光柵位于所述光刻玻璃與所述攝像頭之間。

可選地，所述多個LED燈的數目為偶數。

可選地，所述LED燈的數目為兩個。

可選地，所述LED燈的數目為四個。

可選地，所述光刻玻璃為2級工藝。

可選地，所述光刻玻璃為2.5級工藝。

可選地，所述攝像頭的數目為兩個。

可選地，所述攝像頭為視覺傳感器、線攝像頭或無線攝像頭。

可選地，所述攝像頭為USB攝像頭，wifi攝像頭，ARM接攝像頭或cmos攝像頭。

可選地，所述濾光片是中性濾光片、中性灰度鏡、截止濾光片、高通濾光片、低通濾光片、帶通濾光片、紫外濾光片和UV濾光片的任意一種。

本發明實施例的技術方案具有以下優點：

本發明實施例的深度圖成像裝置，由于在攝像頭之前依次分別設置隨機光斑生成器和濾光片；在濾光片之前設置一個或多個LED燈；在隨機光斑生成器內設置光刻玻璃和衍射光柵，且光刻玻璃位于濾光片之后，衍射光柵位于光刻玻璃與攝像頭之間，所以，一個或多個LED燈通過光刻玻璃形成一個圖像，衍射光柵把圖案不斷復制，通過衍射光柵來實現圖像的厚度，提高深度圖成像的質量。