[發(fā)明專利]一種深度圖像檢測方法、系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810716807.3
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN108921888B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張平;王海生;丁小梁;王鵬鵬;曹學(xué)友;韓艷玲;劉偉;鄭智仁
• 申請（專利權(quán)）人: 京東方科技集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: G06T7/514
• 分類號: G06T7/514;H04N5/247
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 解婷婷;曲鵬

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種深度圖像檢測方法、系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，可加速深度圖像獲取速度。所述深度圖像檢測系統(tǒng)包括光發(fā)射單元、N個(gè)光接收單元，以及控制單元，N為不小于2的整數(shù)，其中：所述光發(fā)射單元用于根據(jù)控制單元發(fā)送的驅(qū)動(dòng)信號向被檢測物體發(fā)射光信號；所述光接收單元用于接收被檢測物體反射的光信號，根據(jù)控制單元發(fā)送的解調(diào)信號輸出原始圖像數(shù)據(jù)；所述控制單元用于向光發(fā)射單元發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號，分別向N個(gè)光接收單元發(fā)送解調(diào)信號，以及接收N個(gè)光接收單元輸出的原始圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)接收的原始圖像數(shù)據(jù)計(jì)算深度圖像。本發(fā)明實(shí)施例將現(xiàn)有的串行處理改為并行處理，同時(shí)進(jìn)行原始圖像數(shù)據(jù)的接收和傳輸，加速了深度圖像的獲取速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及顯示領(lǐng)域，具體涉及一種深度圖像檢測方法、系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

當(dāng)前二維空間的人機(jī)交互已經(jīng)非常成熟普遍，如touch、基于二維圖像的手勢識(shí)別等。但是隨著裸眼3D顯示、VR等技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)三維空間的人機(jī)交互已成為必然的發(fā)展趨勢，而實(shí)現(xiàn)空間交互的必要前提就是要先獲取交互對象的空間深度影像信息。

目前主流的深度圖像獲取技術(shù)主要可以概括為雙目視覺(也稱立體視覺)、結(jié)構(gòu)光、TOF(也稱飛光)三種技術(shù)。TOF技術(shù)以其抗環(huán)境光干擾能力強(qiáng)，算法簡單，直接獲取深度信息的優(yōu)勢獲得了廣泛的應(yīng)用。

基于TOF技術(shù)的深度檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，一般如圖1所示，主動(dòng)光發(fā)射單元(illumination optics)所發(fā)出的具有較高頻率的調(diào)制紅外光，經(jīng)過透鏡組(lens)擴(kuò)散為具有特定視場(Field of View，簡稱FOV)的照明區(qū)域，這些光線照射到被檢測物體(Target)上后被反射，反射光線經(jīng)過lens組后被圖像傳感器(Sensor)接收，并經(jīng)模擬前段電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字量輸出，后續(xù)計(jì)算單元計(jì)算出發(fā)射光和反射光之間的相位差，進(jìn)而計(jì)算出兩者之間的時(shí)間差，最終得出光飛行的距離，該距離即為待檢測物體與檢測單元之間距離的2倍。

基于TOF技術(shù)檢測深度信息的原理，如圖2所示，圖中調(diào)制光源半周期為T，圖像Sensor接收到被檢測物體的某點(diǎn)的反射光較光源相差時(shí)間△T，電荷A為用與照射光信號相位差為0°的解調(diào)信號(Demodulation 0)解調(diào)，相應(yīng)像素(pixel)上累積的電荷，電荷B為用與照射光信號相位差為180°的解調(diào)信號(Demodulation 1)解調(diào)，相應(yīng)像素上累積的電荷。用電荷量之間的關(guān)系可算出反射光和照射光的時(shí)間差，即可計(jì)算出光的飛行時(shí)間，進(jìn)而算出距離。

根據(jù)圖2可知，從原理上講TOF技術(shù)一般需要兩幀原始圖像(由不同相位延時(shí)的解調(diào)信號獲得，例如與光源信號相差分別為0°、180°的解調(diào)信號)，計(jì)算后才能得到真正的深度圖像，但是在實(shí)際應(yīng)用中，由于存在增益誤差、初始值誤差等因素，為了獲得較好的檢測效果，一般至少需要四幀原始圖像(增加相差90°和270°原始圖像幀)計(jì)算獲得深度圖像。但是這四幀原始數(shù)據(jù)圖像，一般都是分別經(jīng)過曝光積分、AD轉(zhuǎn)換輸出兩個(gè)階段后按順序獲得的，其時(shí)序可以理解為圖3所示方式，在這種情況下，只有等2幀或4幀原始圖像完全獲得后才能開始計(jì)算深度圖像，而又因?yàn)槊恳粠脑紙D像數(shù)據(jù)傳輸占用時(shí)間較長，這就造成了深度圖像幀率難以提高，進(jìn)而造成單位時(shí)間獲得交互對象空間信息的減少，最終影響交互體驗(yàn)。

為了改進(jìn)這種方式的缺點(diǎn)，有一種較新的圖像Sensor設(shè)計(jì)方式，器件結(jié)構(gòu)原理示意如圖4所示，在曝光階段，用一個(gè)解調(diào)(demodulation)信號控制電荷累積方向，這樣可以使得相差為180°的兩幀原始圖像(0°和180°、90°和270°)共用同一曝光階段，節(jié)省了曝光時(shí)間。但是這種方式仍然還要按順序依次進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出，雖然在一定程度上可以提高深度圖像采集幀率，但效果有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種深度圖像檢測方法、系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，可加速深度圖像獲取速度。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種深度圖像檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括光發(fā)射單元、N個(gè)光接收單元，以及控制單元，N為不小于2的整數(shù)，其中：