[發明專利]用于處理飛行時間相機的原始圖像的方法和圖像處理設備

在審

• 申請號: 201811333900.2
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109765565A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: H·波蘭克;N·德魯梅爾
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S7/486;G01S7/497;G06T7/521
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱;張鵬

實施例涉及用于處理飛行時間(ToF)相機(204)的原始圖像的方法(100)。該方法包括：確定原始圖像的跟蹤區域內的相位相關值(106)，并且使用校準數據(108)來確定與相位相關值對應的距離。實施例還涉及根據情況生成(500)校準數據(706)。實施例還涉及如何通過該方法(100)提供對象(210)的位置跟蹤，特別是提供了關于對象的距離。實施例還涉及ToF相機(204)的圖像處理設備(1200)、ToF相機(204)和計算機程序產品。

技術領域

實施例涉及一種用于操作飛行時間相機(縮寫為ToF相機)的方法，尤其涉及一種用于處理ToF相機的原始圖像的方法。實施例還涉及用于ToF相機的圖像處理設備、ToF相機以及用于ToF相機的計算機程序產品。

背景技術

ToF相機可用于創建深度圖像。在該深度圖像上，可以顯示成像對象或成像對象的部分的相應距離。為此，在基于相位來確定距離的情況下，每個深度圖像至少進行四次單獨記錄。這些單獨記錄可以被稱為單幀或相位圖像或ToF原始圖像，并且需要重建相應的距離。

對于每個原始圖像，光信號或光束可以由ToF相機或ToF相機的發光單元或光源發射，其由對象反射。ToF相機或ToF相機的光接收單元以與該飛行時間相關的相位或時移而接收反射信號。單個圖像的相移可以包含與相應對象的距離有關的信息，其中該距離通過組合相應的單幀來確定。

特別地，當在移動設備中使用ToF相機時，其中ToF相機所需的電能會被相應的預定電池容量限定，記錄相應的單幀以用于創建深度圖像可能對于移動設備的預定操作時間段而言代表過高的能量需求。特別是對于必須連續記錄深度圖像的對象的位置跟蹤，這可能是不利的，因為這導致持續的高能量需求。此外，一個接一個地記錄各個單幀的時間段可能產生等待時間，這可能導致ToF相機的圖像輸出的延遲。

已知用于操作ToF相機和處理ToF相機的原始圖像的方法。

需要一種用于操作ToF相機以跟蹤對象的方法，通過該方法可以跟蹤先前未知的對象，并且減少跟蹤時的能量需求和延遲。

發明內容

一個實施例涉及處理飛行時間(ToF)相機的原始圖像的方法。該方法包括：確定原始圖像的跟蹤區域內的相位相關值；并且使用校準數據來確定與相位相關值對應的距離。

根據該方法處理的原始圖像也可以被稱為由ToF相機以單次曝光記錄的相位圖像。例如，可以基于以具有單相位或單相移或單相差的調整光進行曝光來記錄原始圖像。調制光的相位也可以在曝光期間被修改。

這樣的原始圖像具有至少一個跟蹤區域，或者它也可以具有多個跟蹤區域或者被細分為這樣的跟蹤區域。例如，跟蹤區域可以是對象內的特定連續區域，其與ToF相機的距離將被確定。至少一個跟蹤區域具有至少一個相位相關值。相位相關值也可以被稱為原始圖像的相位值或者由ToF相機發出的光信號與由ToF相機接收的光信號之間的自相關函數的值。

跟蹤區域的相位相關值可以對應于要從ToF相機確定的跟蹤區域的距離。校準數據也用于確定該距離。例如，借助于校準數據，可以將相應的距離分別分配給一個相位相關值。由此確定的距離可以是跟蹤區域的距離，在該距離內確定相位相關值。

該方法可以僅需要單個原始圖像來確定距離。以這種方式，可以減少ToF相機的能量需求，特別是與例如用于確定距離的傳統方法相比，能量需求可以減少高達75％。因此，以這種方式操作的ToF相機例如可以用于具有有限能量存儲的移動設備中的對象跟蹤或對象定位。進一步的效果可以是在根據該方法確定距離時減少等待時間，因為僅需要記錄一個而不是幾個原始圖像來確定與ToF相機的距離。與使用由四個原始圖像組成的深度圖像來確定距離相比，延遲可降低多達75％。該方法的另外的效果可以是，在確定移動對象的距離時可以完全避免運動偽影，因為總是僅需要單個原始圖像來確定距離。