[發明專利]一種多抽頭像素傳感器的抽頭非一致性校正方法、裝置及TOF相機

有效

• 申請號: 202011158521.1
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112532970B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 張雅琴;師少光;黃源浩;肖振中
• 申請（專利權）人: 奧比中光科技集團股份有限公司
• 主分類號: H04N17/00
• 分類號: H04N17/00;H04N5/225
• 代理公司: 深圳漢世知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 44578
• 代理人: 田志立

本發明公開了一種多抽頭像素傳感器的抽頭非一致性校正方法、裝置及TOF相機，包括：發射脈沖光束至目標物體；通過圖像傳感器采集經目標物體反射回的脈沖光束的電荷信號；其中，圖像傳感器包括至少一個像素，每個像素包括至少兩個抽頭；根據所述電荷信號進行灰度值轉換，得到每個抽頭在不同強度的脈沖光束照射下的真實灰度值；計算每個抽頭的真實灰度值與理想灰度值的對應關系，擬合函數，標定每個抽頭的校正系數。本發明利用抽頭采集不同強度的脈沖光束對應的電荷量，將電荷量轉換為灰度值，進而計算出每個抽頭校正系數，以在后續進行深度計算時，將校正系數直接應用于抽頭上，以校正抽頭的灰度值，進而提高實時深度幀率，同時優化了深度效果。

技術領域

本發明涉及測距技術領域，尤其涉及一種多抽頭像素傳感器的抽頭非一致性校正方法、裝置及TOF相機。

背景技術

ToF的全稱是Time-of-Flight，即飛行時間，ToF測距法是一種通過測量光脈沖在發射/接收裝置和目標物體間的往返飛行時間來實現精確測距的技術。在ToF技術中直接對光飛行時間進行測量的技術被稱為dToF(direct-TOF，直接飛行時間)技術；而對發射光信號進行周期性調制，通過對反射光信號相對于發射光信號的相位延遲進行測量，再由相位延遲對飛行時間進行計算的測量技術被成為iToF(Indirect-TOF，間接飛行時間)技術。對于iToF技術，按照調制解調類型方式的不同可以分為連續波(Continuous Wave，CW)調制解調方式(CW-iToF)和脈沖調制(Pulse Modulated，PM)調制解調方式(PM-iToF)。

目前，CW-iToF技術主要應用于基于兩抽頭傳感器構建的測量系統，其核心測量算法是一種四相位的調制解調方式。而PM-iToF調制技術主要應用于四抽頭像素傳感器(三個抽頭用于信號的采集和輸出，一個抽頭用于對無效電子進行釋放)。對于多抽頭像素傳感器而言，不同抽頭間的增益和偏置不同，即像素非一致性，會引入系統誤差。現有技術中，一般是通過多次曝光，利用多次的數據消除像素非一致性，以優化深度效果。但多次曝光會增加數據量和曝光時間，進而降低了實時的深度幀率。

上述背景技術內容的公開僅用于輔助理解本發明的發明構思及技術方案，其并不必然屬于本專利申請的現有技術，在沒有明確的證據表明上述內容在本專利申請的申請日已經公開的情況下，上述背景技術不應當用于評價本申請的新穎性和創造性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多抽頭像素傳感器的抽頭非一致性校正方法、裝置及TOF相機，以解決上述背景技術問題中的至少一種問題。

為達到上述目的，本發明實施例的技術方案是這樣實現的：

一種多抽頭像素傳感器的抽頭非一致性校正方法，包括如下步驟：

S1、控制光源發射不同強度的脈沖光束至目標物體；

S2、通過圖像傳感器采集經所述目標物體反射回的反射脈沖光束的電荷信號；其中，所述圖像傳感器包括至少一個像素，每個像素包括至少兩個抽頭，以用于采集反射回的所述電荷信號和/或環境光的電荷信號；

S3、根據所采集到的所述電荷信號，進行灰度值轉換，得到每個抽頭在不同強度的脈沖光束照射下的真實灰度值；

S4：根據步驟S3獲取的真實灰度值，計算所述每個抽頭的真實灰度值與理想灰度值的對應關系，擬合函數，標定所述每個抽頭的校正系數，并存儲所述校正系數。

在一些實施例中，步驟S1中，通過調節電源的功率以控制所述光源發射不同強度的脈沖光束。

在一些實施例中，步驟S2中，所述每個抽頭分別在其脈沖時間段內對所述像素上產生的電子進行收集與存儲，通過積分分別獲取各個抽頭的總電荷量。

在一些實施例中，步驟S3中，通過以下公式將所采集到的所述電荷信號轉換為灰度值：

Q＝K·(U-I)