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专利号: 2021800033592
申请人: 深圳市汇顶科技股份有限公司
专利类型:其他
专利状态:已下证
更新日期:2026-01-15
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种被动三维成像系统,包括:

透镜组件,用于接收从目标场景对象反射的光并对所接收的光进行聚焦,使得所接收的光的较小波长分量被聚焦到目标较小波长焦平面,并且所接收的光的较大波长分量被聚焦到目标较大波长焦平面;

图像传感器,所述图像传感器与所述透镜组件光学通信,并且包括多个光电检测器元件,所述光电检测器元件中的第一子集用于对所接收的光的所述较小波长分量产生第一色度响应集,并且所述光电检测器元件中的第二子集用于对所接收的光的所述较大波长分量产生第二色度响应集;以及处理器,用于:

接收来自所述图像传感器的原始图像数据,所述原始图像数据指示所述第一色度响应集和所述第二色度响应集;

根据所述第一色度响应集计算第一色度响应幅度(MCR),根据所述第二色度响应集计算第二MCR;以及基于所述第一MCR与所述第二MCR之间的比值,确定所述目标场景对象距所述透镜组件的目标物距。

2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述处理器还用于:在计算所述第一MCR和所述第二MCR之前,响应于从参考场景对象反射并通过所述透镜组件聚焦的光,接收来自所述图像传感器的参考图像数据,所述参考场景对象与所述目标场景对象不同;以及基于所述参考图像数据,引导所述图像传感器和所述透镜组件的自动配置,以相对于所述参考场景对象进行聚焦和色彩平衡,从而至少基于所述参考场景对象距所述透镜组件的参考距离,定义参考较小波长焦平面和参考较大波长焦平面。

3.根据权利要求2所述的系统,其中:

所述处理器还用于识别与引导所述自动配置相关联的当前校准配置,所述当前校准配置与预定的多个校准条件中的一个校准条件对应;以及所述处理器用于基于与所述当前校准配置相关联的预校准相关性,根据所述比值确定所述目标物距。

4.根据权利要求3所述的系统,还包括:

存储器,对于所述多个校准条件中的每一个校准条件,其上存储有共享参数集的相应的预校准参数值集,其中,所述预校准相关性至少部分是根据所述共享参数集定义的,并且所述处理器用于至少通过根据与所述当前校准配置相关联的所述相应的预校准参数值集计算所述预校准相关性,以确定所述目标物距。

5.根据权利要求3所述的系统,还包括:

存储器,其上存储有查找表,对于所述多个校准条件中的每一个校准条件,所述查找表定义MCR比值和物距之间的相应的多个映射,其中,所述处理器用于至少通过以下方式确定所述目标物距:检索与所述当前校准配置相关联的所述相应的多个映射中的一个映射;

将所述MCR比值中的一个MCR比值确定为对应于所述第一MCR和所述第二MCR之间的比值;以及根据与所述存储器中的所述当前校准配置相关联的所述相应的多个映射中的一个映射,将所述MCR比值中的一个MCR比值映射到所述物距中的一个物距。

6.根据权利要求1所述的系统,其中,所述处理器还用于:在计算所述第一MCR和所述第二MCR以及确定所述目标物距的同时,通过处理所述原始图像数据以校正所述原始图像数据中的颜色错位,生成二维输出图像。

7.根据权利要求1所述的系统,其中:

所接收的光包括从多个场景对象反射的光,所述多个场景对象包括所述目标场景对象;

对于所述多个场景对象中的每一个场景对象,所接收的光的所述较小波长分量的相应部分被聚焦到与所述场景对象距所述透镜组件的相应物距对应的相应的较小波长焦平面,并且所接收的光的所述较大波长分量的相应部分被聚焦到与所述场景对象的相应物距对应的相应的较大波长焦平面;以及对于每个场景对象,所述处理器还用于:

根据所述第一色度响应集计算相应的第一MCR以及根据所述第二色度响应集计算相应的第二MCR;

基于所述相应的第一MCR与所述相应的第二MCR之间的相应比值,确定所述场景对象的相应物距;以及生成包括所述多个场景对象的场景的深度图,所述深度图指示所述多个场景对象的相应物距。

8.根据权利要求1所述的系统,其中:

当所述图像传感器和所述透镜组件处于色彩平衡焦距布置时,所述多个光电检测器元件定义位于所述目标较小波长焦平面与所述目标较大波长焦平面之间的检测平面。

9.根据权利要求1所述的系统,还包括:

照明源,用于将探测照明投射到所述目标场景对象的一个或多个位置上,以产生一个或多个检测边缘特征。

10.一种用于被动三维成像的方法,所述方法包括:

响应于从目标场景对象反射并由透镜聚焦到图像传感器上的所接收的光,接收来自所述图像传感器的原始图像数据,所述原始图像数据指示第一色度响应集和第二色度响应集,使得所接收的光的较小波长分量根据目标较小波长焦平面被聚焦,并且所接收的光的较大波长分量根据目标较大波长焦平面被聚焦,所述第一色度响应集是由所述图像传感器响应于所接收的光的所述较小波长分量产生的,并且所述第二色度响应集是由所述图像传感器响应于所接收的光的所述较大波长分量产生的;

根据所述第一色度响应集计算第一色度响应幅度(MCR);

根据所述第二色度响应集计算第二MCR;

计算所述第一MCR与所述第二MCR之间的MCR比值;以及基于所述MCR比值,确定所述目标场景对象距所述透镜的目标物距。

11.根据权利要求10所述的方法,还包括:在计算所述第一MCR和所述第二MCR之前,响应于从参考场景对象反射并通过所述透镜聚焦的光,接收来自所述图像传感器的参考图像数据,所述参考场景对象与所述目标场景对象不同;以及基于所述参考图像数据,引导所述图像传感器和所述透镜的自动配置,以相对于所述参考场景对象进行聚焦和色彩平衡,从而至少基于所述参考场景对象距所述透镜的参考距离,定义参考较小波长焦平面和参考较大波长焦平面。

12.根据权利要求11所述的方法,还包括:

识别与引导所述自动配置相关联的当前校准配置,所述当前校准配置与预定的多个校准条件中的一个校准条件对应;

其中,确定所述目标物距包括:根据与所述当前校准配置相关联的预校准相关性,将所述MCR比值与所述目标物距相关联。

13.根据权利要求12所述的方法,其中:

所述多个校准条件中的每一个校准条件与共享参数集的相应的预校准参数值集相关联;

所述预校准相关性至少部分是根据所述共享参数集定义的;以及确定所述目标物距包括:根据与所述当前校准配置相关联的所述相应的预校准参数值集,计算所述预校准相关性。

14.根据权利要求12所述的方法,其中,确定所述目标物距包括:检索与查找表中所述当前校准配置相关联的相应的多个映射中的一个映射,对于所述多个校准条件中的每一个校准条件,所述查找表定义多个校准的MCR比值与多个校准的物距之间的相应的多个映射;

识别与所述MCR比值对应的所述多个校准的MCR比值中的一个校准的MCR比值;以及根据与所述查找表中的所述当前校准配置相关联的所述相应的多个映射中的一个映射,将所述多个校准的MCR中的一个校准的MCR映射到所述多个校准的物距中的一个校准的物距。

15.根据权利要求10所述的方法,还包括:

在计算所述第一MCR和所述第二MCR以及确定所述目标物距的同时,通过处理所述原始图像数据以校正所述原始图像数据中的颜色错位,生成二维输出图像。

16.根据权利要求10所述的方法,

其中,所接收的光包括从多个场景对象反射的光,所述多个场景对象包括所述目标场景对象;

其中,对于所述多个场景对象中的每一个场景对象,所接收的光的所述较小波长分量的相应部分被聚焦到与所述场景对象距所述透镜的相应物距对应的相应的较小波长焦平面,并且所接收的光的所述较大波长分量的相应部分被聚焦到与所述场景对象的相应物距对应的相应的较大波长焦平面;以及所述方法还包括:

对于每个场景对象,根据所述第一色度响应集计算相应的第一MCR以及根据所述第二色度响应集计算相应的第二MCR;

对于每个场景对象,基于所述相应的第一MCR与所述相应的第二MCR之间的相应的比值,确定所述场景对象的相应的物距;以及生成包括所述多个场景对象的场景的深度图,所述深度图指示所述多个场景对象的相应物距。

17.根据权利要求10所述的方法,还包括:在接收之前,对照明进行投射,以在所述图像传感器的视场中产生一个或多个检测边缘特征,其中,所述目标场景对象是所述检测边缘特征中的一个检测边缘特征。

18.一种用于被动三维成像的系统,所述系统包括:

一个或多个处理器;以及

非瞬态存储器,其上存储有指令,当由所述一个或多个处理器执行时,所述指令使得所述一个或多个处理器执行包括以下步骤的步骤:响应于从目标场景对象反射并由透镜聚焦到图像传感器上的所接收的光,接收来自所述图像传感器的原始图像数据,所述原始图像数据指示第一色度响应集和第二色度响应集,使得所接收的光的较小波长分量根据目标较小波长焦平面被聚焦,并且所接收的光的较大波长分量根据目标较大波长焦平面被聚焦,所述第一色度响应集是由所述图像传感器响应于所接收的光的所述较小波长分量产生的,并且所述第二色度响应集是由所述图像传感器响应于所接收的光的所述较大波长分量产生的;

根据所述第一色度响应集计算第一色度响应幅度(MCR);

根据所述第二色度响应集计算第二MCR;

计算所述第一MCR与所述第二MCR之间的MCR比值;以及基于所述MCR比值,确定所述目标场景对象距所述透镜的目标物距。

19.根据权利要求18所述的系统,其中,所述步骤还包括:在计算所述第一MCR和所述第二MCR之前,响应于从参考场景对象反射并通过所述透镜聚焦的光,接收来自所述图像传感器的参考图像数据,所述参考场景对象与所述目标场景对象不同;以及基于所述参考图像数据,引导所述图像传感器和所述透镜的自动配置,以相对于所述参考场景对象进行聚焦和色彩平衡,从而至少基于所述参考场景对象距所述透镜的参考距离,定义参考较小波长焦平面和参考较大波长焦平面。

20.根据权利要求19所述的系统,其中,所述步骤还包括:识别与引导所述自动配置相关联的当前校准配置,所述当前校准配置与预定的多个校准条件中的一个校准条件对应;

其中,确定所述目标物距包括:根据与所述当前校准配置相关联的预校准相关性,将所述MCR比值与所述目标物距相关联。