[發明專利]通過上下文信息的主動照明管理

在審

• 申請號: 201880010112.1
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN110249236A
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: R·K·普里塞;M·布萊耶;D·德曼多爾克斯
• 申請（專利權）人: 微軟技術許可有限責任公司
• 主分類號: G01S7/484
• 分類號: G01S7/484;G02B27/01;G01S17/89
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

用于深度跟蹤的近眼顯示器(NED)設備上的照明模塊和深度相機可能受限于嚴格的功率消耗預算。為了降低深度跟蹤的功率消耗，照明模塊的照明功率被可控制地改變。這樣的變化需要使用先前的幀或先前記錄的數據來通知用于生成當前幀的照明功率。在NED確定下一最小照明功率之后，照明模塊以該功率水平激活。照明模塊發射電磁(EM)輻射(例如IR光)，EM輻射從場景中的表面反射，并且反射光由深度相機捕獲。該方法針對后續幀重復，使用來自先前的幀中的每個幀的上下文信息來動態地控制照明功率。因此，該方法將NED的深度相機組件的整體功率消耗降低到最小水平。

技術領域

本公開涉及機器視覺。更特別地，本公開涉及機器視覺中的深度跟蹤的功率消耗。

背景技術

深度感測技術可以用于確定人相對于附近對象的位置或用于以三維(3D)生成人的直接環境的圖像。深度感測技術的一個示例是飛行時間(ToF)深度相機。ToF相機具有將光發射到附近對象上的光源。從對象的表面反射的光可以被ToF相機捕獲。光從ToF相機的光源行進并且從對象反射回來所需的時間被轉換為深度測量(即到對象的距離)，該深度測量可以被處理以映射用戶環境中的物理表面，并且如果需要，可以渲染用戶環境的3D圖像。深度感測技術的另一示例是基于相位延遲計算。以一個或多個已知頻率發射光并且將所接收的反射光的相位與發射光的相位進行比較，能夠實現經計算的相位延遲。知道反射光的一個或多個相位延遲使得處理器能夠確定到反射光的對象的距離。

照明系統汲取功率以進行操作。在移動設備中，通常存在對功率消耗，以及尺寸、重量和成本的嚴格限制。光源的照明功率越大，功率汲取就越大。該問題存在于諸如深度感測主動(active)紅外(IR)模塊、夜視相機、安全相機和機器視覺的其他應用等的許多設備中。這些系統的主動照明功率通常被選擇以滿足系統的最壞預期操作場景。設置針對最壞情況的照明功率在許多情況下會導致過度照明，因而浪費功率。另外，被設計成用于提供針對最壞情況的主動照明的設備往往需要具有更大容量的電源(例如，一個或多個電池)，因此需要比其他情況所需的更大的尺寸和重量，因此不期望地增加了最終產品的尺寸、重量和成本。

發明內容

在此介紹的是至少一種裝置和至少一種方法。至少一種裝置包括電磁輻射(EM)發射器，其具有可控制的可變照明功率，并且至少一種方法是改變照明功率的方法。在此介紹的EM發射器適用于諸如近眼顯示(NED)系統的應用，并且可以基于諸如周圍環境光水平、反射率和場景深度的上下文信息而被改變，以避免不必要的過度照明，并且因此避免不必要的功率消耗。

在一些實施例中，裝置可以包括具有可控制的可變照明功率或曝光時間的電磁輻射(EM)發射器、深度跟蹤相機組件以及周圍環境光水平檢測機構，該深度跟蹤相機組件被配置成使用源自EM發射器的反射的EM發射來確定到用戶的手的距離。EM發射器包括用于將可變照明功率或曝光時間設置成與由周圍環境光水平檢測機構檢測的周圍環境光水平正相關的指令。EM發射器的實施例包括生成紅外(IR)光的照明模塊。

在某些實施例中，裝置可以被實施在近眼顯示(NED)設備中，近眼顯示(NED)設備諸如是頭戴式顯示(HMD)設備、諸如是虛擬現實或增強現實顯示系統。在某些實施例中，EM發射器可以與相機一起實施，以執行HMD設備的深度感測。

在一些實施例中，改變EM發射器的照明功率的方法包括檢測在NED附近的場景的周圍環境光水平，以及基于檢測到的周圍環境光水平來改變NED設備上的EM發射器的照明功率，使得照明功率具有與周圍環境光水平的正相關。

在某些實施例中，方法可以附加地利用其他上下文信息，諸如場景深度和反射率值，以便確定EM發射器的適當的照明功率。改變EM發射器的照明功率可以用于節省NED(諸如HMD)上的有限的電源。取決于深度跟蹤的目標，照明功率可以存在一個以上的值。例如，用于用戶的手的深度跟蹤的照明功率將不同于用于對用戶的手之外的空間(諸如空間區域/房間)進行深度跟蹤的照明功率。

根據附圖和詳細描述，所公開的實施例的其他方面將顯而易見。