[發(fā)明專利]一種TOF模塊的積分時(shí)間自適應(yīng)調(diào)節(jié)方法及其控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010764272.4
• 申請(qǐng)日: 2020-08-02
• 公開（公告）號(hào): CN111935424B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃麗穎;賴欽偉;肖剛軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海一微半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號(hào): H04N5/353
• 分類號(hào): H04N5/353
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種TOF模塊的積分時(shí)間自適應(yīng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)方法包括如下步驟：

結(jié)合預(yù)先設(shè)置的校準(zhǔn)信息和當(dāng)前曝光環(huán)境，TOF模塊進(jìn)行積分時(shí)間的自適應(yīng)調(diào)節(jié)；

其中，所述預(yù)先設(shè)置的校準(zhǔn)信息是TOF模塊被設(shè)置于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試環(huán)境時(shí)，基于預(yù)先選擇的采樣區(qū)域進(jìn)行校準(zhǔn)所獲取的信息；預(yù)先選擇的采樣區(qū)域是預(yù)先從紅外光強(qiáng)度圖像中選擇出的限定區(qū)域；

其中，所述TOF模塊進(jìn)行積分時(shí)間自適應(yīng)調(diào)節(jié)具體包含如下步驟：

采集實(shí)時(shí)紅外光強(qiáng)度圖，計(jì)算當(dāng)前紅外光強(qiáng)度圖中采樣區(qū)域內(nèi)強(qiáng)度中值IR_real；

根據(jù)當(dāng)前紅外光強(qiáng)度圖中采樣區(qū)域內(nèi)強(qiáng)度中值IR_real和當(dāng)前積分時(shí)間Integration_time在標(biāo)準(zhǔn)曲線關(guān)系式中對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度中值IR_standard，計(jì)算縮放系數(shù)Scale_factor；

基于校準(zhǔn)信息中的曝光效果最佳時(shí)的強(qiáng)度中值IR_best、積分時(shí)間Integration_time與強(qiáng)度中值IR_mid的標(biāo)準(zhǔn)曲線關(guān)系式以及縮放系數(shù)Scale_factor，計(jì)算曝光效果最佳時(shí)的積分時(shí)間Integration_time_best；

TOF模塊基于曝光效果最佳時(shí)的積分時(shí)間Integration_time_best對(duì)自身積分時(shí)間做出調(diào)整。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的積分時(shí)間自適應(yīng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述縮放系數(shù)Scale_factor是指當(dāng)前積分時(shí)間在標(biāo)準(zhǔn)曲線關(guān)系式中對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度中值IR_standard和當(dāng)前紅外光強(qiáng)度圖中采樣區(qū)域內(nèi)強(qiáng)度中值IR_real的比值的n次冪。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的積分時(shí)間自適應(yīng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述曝光效果最佳時(shí)的積分時(shí)間Integration_time_best通過將預(yù)先選擇的曝光效果最佳時(shí)的強(qiáng)度中值IR_best和當(dāng)前縮放系數(shù)Scale_factor的乘積作為IR_mid代入標(biāo)準(zhǔn)曲線關(guān)系式中獲得。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的積分時(shí)間自適應(yīng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，基于對(duì)深度圖像的需求，從紅外光強(qiáng)度圖像中選擇出符合功能需求的限定區(qū)域作為采樣區(qū)域。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的積分時(shí)間自適應(yīng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，TOF模塊被設(shè)置于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試環(huán)境時(shí)，基于預(yù)先選擇的采樣區(qū)域進(jìn)行模塊校準(zhǔn)的具體步驟包括：

當(dāng)所述TOF模塊被設(shè)置于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試環(huán)境中時(shí)，通過調(diào)節(jié)積分時(shí)間，控制所述TOF模塊在預(yù)設(shè)積分時(shí)間范圍內(nèi)采集隨積分時(shí)間改變而變換的紅外光強(qiáng)度圖；

基于采集的紅外光強(qiáng)度圖和預(yù)先選擇的采樣區(qū)域，計(jì)算紅外光強(qiáng)度圖中采樣區(qū)域內(nèi)強(qiáng)度中值IR_mid并作為校準(zhǔn)信息儲(chǔ)存于TOF模塊；

基于積分時(shí)間Integration_time和其對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度中值IR_mid進(jìn)行曲線擬合，獲得積分時(shí)間Integration_time和強(qiáng)度中值IR_mid的標(biāo)準(zhǔn)曲線關(guān)系式；

通過比較TOF模塊采集的深度信息圖像和紅外光強(qiáng)度圖中采樣區(qū)域內(nèi)強(qiáng)度中值IR_mid，確定曝光效果最佳時(shí)的強(qiáng)度中值IR_best并作為校準(zhǔn)信息儲(chǔ)存于TOF模塊。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的積分時(shí)間自適應(yīng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述校準(zhǔn)信息具體包括：

預(yù)設(shè)積分時(shí)間范圍內(nèi)不同積分時(shí)間對(duì)應(yīng)的紅外光強(qiáng)度圖；

預(yù)設(shè)積分時(shí)間范圍內(nèi)不同積分時(shí)間對(duì)應(yīng)的采樣區(qū)域內(nèi)紅外光強(qiáng)度中值IR_mid；

積分時(shí)間Integration_time和強(qiáng)度中值IR_mid的標(biāo)準(zhǔn)曲線關(guān)系式；

曝光效果最佳時(shí)的強(qiáng)度中值IR_best。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的積分時(shí)間自適應(yīng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述TOF模塊基于積分時(shí)間Integration_time和其對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度中值IR_mid進(jìn)行曲線擬合是指，TOF模塊基于積分時(shí)間Integration_time和其對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度中值IR_mid選擇適當(dāng)?shù)那€關(guān)系式來擬合反映兩變量間的關(guān)系，獲得積分時(shí)間Integration_time和強(qiáng)度中值IR_mid的標(biāo)準(zhǔn)曲線關(guān)系式。

8.一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)積分時(shí)間的TOF控制系統(tǒng)，用于調(diào)節(jié)積分時(shí)間實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境下采集曝光效果最佳時(shí)的深度圖像，執(zhí)行如權(quán)利要求1至7任意一項(xiàng)所述的積分時(shí)間自適應(yīng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述TOF控制系統(tǒng)包括：

控制單元，用于儲(chǔ)存校準(zhǔn)信息，接收實(shí)時(shí)紅外光強(qiáng)度圖像，計(jì)算當(dāng)前紅外光強(qiáng)度圖像中預(yù)先選擇的采樣區(qū)域內(nèi)強(qiáng)度中值IR_mid，基于校準(zhǔn)信息和當(dāng)前工作環(huán)境獲取最佳曝光效果時(shí)的積分時(shí)間并傳輸至TOF傳感器；

TOF傳感器，用于采集實(shí)時(shí)紅外光強(qiáng)度圖像并傳輸至控制單元，接收控制單元傳輸?shù)漠?dāng)前工作環(huán)境曝光效果最佳時(shí)的積分時(shí)間，根據(jù)當(dāng)前工作環(huán)境曝光效果最佳時(shí)的積分時(shí)間調(diào)節(jié)積分時(shí)間，采集深度圖像數(shù)據(jù)；

其中，所述控制單元儲(chǔ)存的校準(zhǔn)信息通過如下步驟獲取：

所述TOF控制系統(tǒng)處于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試環(huán)境下；

基于TOF傳感器的積分時(shí)間范圍，依次調(diào)節(jié)積分時(shí)間，TOF傳感器采集隨積分時(shí)間改變而變換的紅外光強(qiáng)度圖像，控制單元接收計(jì)算并儲(chǔ)存積分時(shí)間和其對(duì)應(yīng)的紅外光強(qiáng)度中采樣區(qū)域內(nèi)的紅外光強(qiáng)度中值IR_mid;

控制單元基于積分時(shí)間和其對(duì)應(yīng)的紅外光強(qiáng)度中值IR_mid進(jìn)行曲線擬合，獲得并儲(chǔ)存積分時(shí)間Integration_time與強(qiáng)度中值IR_mid的標(biāo)準(zhǔn)曲線關(guān)系式；

控制單元基于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試環(huán)境下采集的紅外光強(qiáng)度圖，獲取曝光效果最佳時(shí)的紅外光強(qiáng)度中值IR_best并儲(chǔ)存；

所述積分時(shí)間Integration_time與紅外光強(qiáng)度中值IR_mid的標(biāo)準(zhǔn)曲線關(guān)系式和曝光效果最佳時(shí)的紅外光強(qiáng)度中值IR_best作為校準(zhǔn)信息儲(chǔ)存于TOF控制系統(tǒng)的控制單元中。