本申請(qǐng)要求于2015年10月29日向韓國(guó)特許廳提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No.10-2015-0151103的權(quán)益，通過(guò)引用將其公開的內(nèi)容整體合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

符合示范性實(shí)施例的裝置和方法涉及獲得深度圖像。

背景技術(shù)：

為了獲得對(duì)象的深度圖像，可以使用飛行時(shí)間(ToF)方法來(lái)測(cè)量光(例如，紅外光)傳播從觀察點(diǎn)到對(duì)象的距離所花的時(shí)間。使用這樣的ToF方法的ToF深度相機(jī)可以實(shí)時(shí)地在全部像素中獲得對(duì)象的深度信息，不同于用于獲得對(duì)象的深度圖像的其他相機(jī)，諸如立體相機(jī)或結(jié)構(gòu)光相機(jī)。

在ToF方法中，可以通過(guò)使用向?qū)ο蟀l(fā)射的光與從對(duì)象反射的光之間的相位差獲得深度圖像。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一個(gè)或多個(gè)示范性實(shí)施例提供獲得具有減少的運(yùn)動(dòng)模糊的深度圖像的裝置和方法。

另外，一個(gè)或多個(gè)示范性實(shí)施例提供可以提高深度圖像的幀率的獲得圖像的裝置和方法。

根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例的一個(gè)方面，提供一種用于獲得深度圖像的裝置，包括：光源，被配置為在第一時(shí)段向物體的第一區(qū)域發(fā)射第一光，并在第二時(shí)段向該物體的第二區(qū)域發(fā)射第二光，第一光和第二光分別從第一區(qū)域和第二區(qū)域反射；以及圖像獲得器，被配置為基于反射的第一光獲得第一部分深度圖像，基于反射的第二光獲得第二部分深度圖像，并基于第一部分深度圖像和第二部分深度圖像獲得該物體的第一深度圖像。

第一時(shí)段和第二時(shí)段的至少一部分可以彼此不交迭。

第二時(shí)段可以在第一時(shí)段之后。

第一時(shí)段可以小于該圖像獲得器中包括的圖像傳感器的參考幀率的倒數(shù)。

第一時(shí)段可以小于或等于通過(guò)將第一區(qū)域與該物體的比率乘以所述參考幀率的倒數(shù)獲得的值。

向第一區(qū)域發(fā)射的第一光的量可以大于參考光量。

向第一區(qū)域發(fā)射的第一光的量可以大于或等于通過(guò)將該物體與第一區(qū)域的比率乘以所述參考光量獲得的值。

第一區(qū)域和第二區(qū)域的至少一部分可以彼此不交迭。

第一區(qū)域可以是該物體的上部區(qū)域，而第二區(qū)域可以是該物體的下部區(qū)域。

從該光源發(fā)射的第一光可以包括具有不同的相位的多條光。

所述多條光當(dāng)中的相鄰兩條光之間的相位差可以為90°。

可以從具有不同的相位的多個(gè)部分圖像獲得第一部分深度圖像。

該光源可以進(jìn)一步被配置為在第三時(shí)段向該物體的第一區(qū)域發(fā)射第三光，第三光從第一區(qū)域反射，而且該圖像獲得器可以進(jìn)一步被配置為基于反射的第三光獲得第一區(qū)域的第三部分深度圖像，并可以基于第二部分深度圖像和第三部分深度圖像獲得該物體的第二深度圖像。

第二時(shí)段和第三時(shí)段的至少一部分可以彼此不交迭。

第三時(shí)段可以在第二時(shí)段之后。

在第二時(shí)段與第三時(shí)段之間可以存在時(shí)間間隔。

該圖像獲得器可以包括：圖像傳感器，被配置為基于從第一區(qū)域反射的第一光獲得多個(gè)第一部分圖像，并基于從第二區(qū)域反射的第二光獲得多個(gè)第二部分圖像；以及處理器，被配置為從多個(gè)第一部分圖像獲得第一部分深度圖像，從多個(gè)第二部分圖像獲得第二部分深度圖像，并基于第一部分深度圖像和第二部分深度圖像獲得該物體的第一深度圖像

該圖像傳感器可以進(jìn)一步被配置為將多條反射的第一光調(diào)制為具有不同的增益波形的信號(hào)。

根據(jù)另一示范性實(shí)施例的一個(gè)方面，提供一種獲得深度圖像的方法，包括：在第一時(shí)段向物體的第一區(qū)域發(fā)射第一光，第一光從第一區(qū)域反射；在第二時(shí)段向該物體的第二區(qū)域發(fā)射第二光，第二光從第二區(qū)域反射；基于反射的第一光獲得第一部分深度圖像；基于反射的第二光獲得第二部分深度圖像；以及基于第一部分深度圖像和第二部分深度圖像獲得該物體的第一深度圖像。

第一時(shí)段和第二時(shí)段的至少一部分可以彼此不交迭。

第二時(shí)段可以在第一時(shí)段之后。

第一時(shí)段可以小于被配置為接收反射的第一光和反射的第二光的圖像傳感器的參考幀率的倒數(shù)。

第一時(shí)段可以小于或等于通過(guò)將第一區(qū)域與該物體的比率乘以所述參考幀率的倒數(shù)獲得的值。

向第一區(qū)域發(fā)射的第一光的量可以大于參考光量。

向第一區(qū)域發(fā)射的第一光的量可以大于或等于通過(guò)將該物體與第一區(qū)域的比率乘以所述參考光量獲得的值。

第一區(qū)域和第二區(qū)域的至少一部分可以彼此不交迭。

第一區(qū)域可以是該物體的上部區(qū)域，而第二區(qū)域可以是該物體的下部區(qū)域。

所述發(fā)射第一光可以包括向第一區(qū)域發(fā)射多條第一光，而且所述多條第一光可以具有彼此不同的相位。

所述多條光當(dāng)中的相鄰兩條光之間的相位差可以為90°。

該方法可以進(jìn)一步包括：在第三時(shí)段向該物體的第一區(qū)域發(fā)射第三光，第三光從第一區(qū)域反射；基于反射的第三光獲得第三部分深度圖像；以及基于第二部分深度圖像和第三部分深度圖像獲得該物體的第二深度圖像。

第二時(shí)段和第三時(shí)段的至少一部分可以彼此不交迭。

第三時(shí)段可以是第二時(shí)段隨后的時(shí)間間隔。

在第二時(shí)段與第三時(shí)段之間可以存在時(shí)間間隔。

根據(jù)另一示范性實(shí)施例的一個(gè)方面，提供一種通過(guò)深度圖像傳感器獲得圖像的方法，該方法包括：以預(yù)定的時(shí)段向物體的多個(gè)區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域交替地發(fā)射光，所述光從所述多個(gè)區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域反射；當(dāng)每個(gè)預(yù)定時(shí)段結(jié)束時(shí)基于反射的光重復(fù)地獲得部分深度圖像；以及基于在所述預(yù)定時(shí)段發(fā)生k次以收集從該物體的全部多個(gè)區(qū)域反射的光的同時(shí)獲得的部分深度圖像，產(chǎn)生該物體的深度圖像，k對(duì)應(yīng)于該物體的所述多個(gè)區(qū)域的數(shù)量。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參照附圖描述特定示范性實(shí)施例，以上和/或其他方面將變得更加明顯，其中：

圖1是根據(jù)示范性實(shí)施例的用于獲得圖像的裝置的框圖；

圖2是根據(jù)示范性實(shí)施例的獲得深度圖像的方法的流程圖；

圖3是根據(jù)示范性實(shí)施例的獲得多個(gè)深度圖像的方法的流程圖；

圖4是用于說(shuō)明根據(jù)示范性實(shí)施例的獲得深度圖像的方法的參考圖；

圖5是用于說(shuō)明作為比較示例的在圖像傳感器獲得整個(gè)物體的圖像之后獲得深度圖像的方法的參考圖；

圖6A示出通過(guò)使用圖5的方法獲得的深度圖像；

圖6B示出通過(guò)使用圖4的方法獲得的深度圖像；

圖7是用于說(shuō)明根據(jù)另一示范性實(shí)施例的獲得深度圖像的方法的參考圖；以及

圖8A和圖8B是用于說(shuō)明根據(jù)另一示范性實(shí)施例的當(dāng)占空比為50％時(shí)獲得深度圖像的方法的參考圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖詳細(xì)描述示范性實(shí)施例。

以下說(shuō)明書中，類似的附圖參考數(shù)字用于類似的元件，即便在不同的圖中。諸如詳細(xì)構(gòu)造和元件的在說(shuō)明書中定義的事項(xiàng)被提供用于幫助全面理解示范性實(shí)施例。然而，顯然無(wú)需這些具體限定的事項(xiàng)也可以實(shí)踐示范性實(shí)施例。而且，不詳細(xì)描述公知功能或構(gòu)造，因?yàn)樗鼈儗⒁圆槐匾募?xì)節(jié)模糊說(shuō)明書。

在這里使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)所列項(xiàng)目的任何和全部組合。諸如“…中的至少一個(gè)”的表達(dá)當(dāng)在元素的列表之后時(shí)修飾元素的整個(gè)列表而不修飾列表的單個(gè)元素。

圖1是根據(jù)示范性實(shí)施例的用于獲得圖像的裝置(例如，相機(jī))100的框圖。參照?qǐng)D1，裝置100可以包括：光源110，被配置為向物體10發(fā)射光；圖像獲得器120，被配置為通過(guò)使用從物體10反射的光獲得物體10的深度圖像；以及控制器130，被配置為控制光源110和圖像獲得器120的操作。

而且，裝置100可以進(jìn)一步包括：第一鏡頭140，被配置為收集反射的光以獲得圖像；以及濾鏡150，被配置為選擇性地透射具有預(yù)定波長(zhǎng)的光并去除背景光或雜光。

光源110例如可以是發(fā)光二極管(LED)或激光二極管(LD)，其可以發(fā)射人眼不可見的具有大約850nm的近紅外(NIR)波長(zhǎng)的光。然而，光源110的波長(zhǎng)頻帶和類型不受限制。

物體10可以具有多個(gè)區(qū)域，而且光源110可以按時(shí)間間隔向劃分的區(qū)域依次發(fā)射光。例如，光源110可以在第一時(shí)段向物體10的第一區(qū)域11發(fā)射光，而且可以在第二時(shí)段向物體10的第二區(qū)域12發(fā)射光。第一區(qū)域11和第二區(qū)域12的至少部分可以彼此不交迭。第一區(qū)域11可以是物體10的上部區(qū)域，而第二區(qū)域12可以是物體10的下部區(qū)域。而且，第一時(shí)段和第二時(shí)段的至少部分可以彼此不交迭。例如，第二時(shí)段可以是第一時(shí)段隨后的時(shí)間間隔。

替代地，第一光源110可以包括：第一光源112，被配置為向物體10的第一區(qū)域11發(fā)射光；以及第二光源114，被配置為向物體10的第二區(qū)域12發(fā)射光。因而，可以根據(jù)控制器130的控制信號(hào)開啟或關(guān)閉第一和第二光源112和114以交替地發(fā)射光。例如，可以在第一時(shí)段開啟第一光源112以發(fā)射光，而且可以在第二時(shí)段開啟第二光源114以發(fā)射光?？梢栽诘诙r(shí)段關(guān)閉第一光源112，而且可以在第一時(shí)段關(guān)閉第二光源114。

光源110例如可以執(zhí)行幅度調(diào)制或相位調(diào)制，而且可以根據(jù)控制器130的控制信號(hào)輸出結(jié)果光。根據(jù)控制器130的控制信號(hào)從光源110向物體10施加的發(fā)光信號(hào)可以是具有預(yù)定周期的周期性連續(xù)函數(shù)。例如，所述發(fā)光信號(hào)可以具有諸如正弦波形、鋸齒(ramp)波形、或方波形的具體定義的波形，或者可以具有未定義的一般波形。

圖像獲得器120可以包括：圖像傳感器122，被配置為接收從物體10反射的光并獲得圖像；以及處理器124，被配置為從該圖像獲得包括物體10的深度信息的深度圖像。

圖像傳感器122根據(jù)從控制器130接收的控制信號(hào)調(diào)制從物體10反射的光。例如，圖像傳感器122可以通過(guò)根據(jù)從控制130施加的具有預(yù)定波形的光調(diào)制信號(hào)改變?cè)鲆鎭?lái)調(diào)制反射的光的幅度。為此，圖像傳感器122可以具有可變?cè)鲆妗?/p>

圖像傳感器122可以以幾十到幾百M(fèi)Hz的高光調(diào)制速度操作以便檢測(cè)根據(jù)距離的光的傳播時(shí)間或相位差。圖像傳感器122的示例可以包括：包含多通道板(MCP)的相位圖像增強(qiáng)器、基于GaAs的固態(tài)調(diào)制器元件、以及使用電光材料的薄膜調(diào)制器元件。

圖像傳感器122可以從檢測(cè)的反射光獲得圖像。如果僅要測(cè)量到物體10的一個(gè)點(diǎn)的距離，則圖像傳感器122例如可以包括單個(gè)光傳感器，諸如光電二極管或積分器。然而，如果要同時(shí)測(cè)量到物體10的多個(gè)點(diǎn)的距離，則圖像傳感器122可以包括光電二極管或光探測(cè)器的二維(2D)或一維(1D)陣列。例如，圖像傳感器122可以是包括2D陣列的電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器或接觸式圖像傳感器(CIS)。

圖像傳感器122可以根據(jù)控制器130的控制信號(hào)將像素劃分為多個(gè)區(qū)域的像素。圖像傳感器122的劃分的區(qū)域可以對(duì)應(yīng)于光源110的劃分的區(qū)域。例如，當(dāng)光源110將物體10劃分為上部區(qū)域和下部區(qū)域時(shí)，控制器130可以將圖像傳感器122的像素劃分為上部區(qū)域的像素和下部區(qū)域的像素。

控制器130可以將光源110與圖像傳感器122同步。具體地，控制器130可以控制圖像傳感器122以使得與第一區(qū)域11對(duì)應(yīng)的圖像傳感器122的區(qū)域在光源110向第一區(qū)域11發(fā)射光時(shí)操作。控制器130可以控制圖像傳感器122以使得與第二區(qū)域12對(duì)應(yīng)的圖像傳感器122的區(qū)域在光源110向第二區(qū)域12發(fā)射光時(shí)操作。

例如，當(dāng)光源110向物體10的上部區(qū)域發(fā)射光時(shí)，圖像傳感器122的上部區(qū)域可以接收從物體的上部區(qū)域反射的光。當(dāng)光源110向物體10的下部區(qū)域發(fā)射光時(shí)，圖像傳感器122的下部區(qū)域可以接收從物體的下部區(qū)域反射的光。

處理器124可以基于圖像傳感器122的輸出獲得深度圖像。處理器124可以基于與物體10的第一區(qū)域11對(duì)應(yīng)的圖像傳感器122的輸出獲得第一部分深度圖像，而且可以基于與物體10的第二區(qū)域12對(duì)應(yīng)的圖像傳感器122的輸出獲得第二部分深度圖像。處理器124可以通過(guò)使用第一部分深度圖像和第二部分深度圖像產(chǎn)生深度圖像(例如，深度圖)?？梢酝ㄟ^(guò)基于圖像傳感器122的坐標(biāo)信息組合第一和第二部分深度圖像獲得深度圖像。深度圖像可以包括關(guān)于從光源110到物體10的表面的距離的信息。

處理器124例如可以是專用集成電路(IC)或裝置100中提供的軟件。當(dāng)處理器124是軟件時(shí)，可以在附加的可移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)處理器124。

圖2是根據(jù)示范性實(shí)施例的獲得深度圖像的方法的流程圖。參照?qǐng)D2，在操作S210，光源110可以在第一時(shí)段向物體10的第一區(qū)域11發(fā)射光。當(dāng)光源110包括第一和第二光源112和114時(shí)，第一光源112可以向物體10的第一區(qū)域11發(fā)射光。然而，本示范性實(shí)施例不限于此。光源110可以通過(guò)調(diào)整照射角度向物體10的第一區(qū)域11發(fā)射光。第一區(qū)域11可以是物體10的區(qū)域，而且例如可以是物體10的上部區(qū)域。

首先，光源110可以在控制器130的控制下向物體10的第一區(qū)域11依次發(fā)射具有預(yù)定時(shí)段和預(yù)定波形的多條光。具有預(yù)定時(shí)段和預(yù)定波形的多條光可以彼此不同。光源110可以連續(xù)地依次發(fā)射多條光，或者可以按預(yù)定間隔依次發(fā)射多條光。

例如，當(dāng)使用四條不同的光時(shí)，光源110可以在第一時(shí)間t1產(chǎn)生第一光并向物體10的第一區(qū)域11發(fā)射第一光，可以在第二時(shí)間t2產(chǎn)生第二光并向物體10的第一區(qū)域11發(fā)射第二光，可以在第三時(shí)間t3產(chǎn)生第三光并向物體10的第一區(qū)域11發(fā)射第三光，而且可以在第四時(shí)間t4產(chǎn)生第四光并向物體10的第一區(qū)域11發(fā)射第四光?？梢韵蛭矬w10的第一區(qū)域11依次發(fā)射第一至第四光。第一至第四光中的每一個(gè)可以為具有特定周期的連續(xù)函數(shù)，諸如正弦波形或脈沖波形。例如，第一至第四光可以是具有相同的周期、相同的波形、和不同的相位的周期性波。

當(dāng)使用多條光(例如，n條光)時(shí)，相鄰的光之間的相位差可以為360°/n，而且每個(gè)光的周期可以小于光源110的工作時(shí)間?？梢栽诠庠?10的工作時(shí)間內(nèi)向物體10的第一區(qū)域11依次發(fā)射全部n條光。

由于光源110向物體10的一個(gè)區(qū)域發(fā)射光，發(fā)射的光的量可以大于參考光量。參考光量可以指整個(gè)圖像傳感器122可以用以產(chǎn)生一幀圖像的平均最小光量。由于光源110向物體10的一個(gè)區(qū)域發(fā)射光而且不向物體10的其余區(qū)域發(fā)射，光的量大于參考光量，因而物體10的平均光量可以是參考光量。例如，當(dāng)光源110向1/N(N是等于或大于2的自然數(shù))區(qū)域發(fā)射光時(shí)，光源110可以發(fā)射具有比參考光量大N倍的量的光。替代地，當(dāng)光源110間斷地發(fā)射光時(shí)，光源110可以發(fā)射具有參考光量的N倍或更多的量的光。

而且，第一時(shí)段可以小于圖像傳感器122的參考幀率的倒數(shù)。參考幀率的倒數(shù)是指圖像傳感器122用于產(chǎn)生一幀圖像所花的時(shí)間。由于光源110向物體10的一個(gè)區(qū)域發(fā)射光而且圖像傳感器124接收從物體10的該區(qū)域反射的光，第一時(shí)段小于參考幀率的倒數(shù)。例如，當(dāng)光源110向物體10的1/N(N是等于或大于2的自然數(shù))區(qū)域發(fā)射光時(shí)，光源110可以以通過(guò)將1/N乘以參考幀率的倒數(shù)獲得的時(shí)間發(fā)射光，而且圖像傳感器124可以以通過(guò)將1/N乘以參考幀率的倒數(shù)獲得的時(shí)間接收光。替代地，當(dāng)向物體10的第一區(qū)域11間斷地發(fā)射光時(shí)，可以以比通過(guò)將1/N乘以參考幀率的倒數(shù)獲得的時(shí)間短的時(shí)間向物體10的第一區(qū)域11發(fā)射光。

而且，在操作S220，光源110可以在第二時(shí)段向物體10的第二區(qū)域12發(fā)射光。當(dāng)光源110包括第一和第二光源112和114時(shí)，第二光源114可以向物體10的第二區(qū)域12發(fā)射光。然而，本示范性實(shí)施例不限于此。光源110可以通過(guò)改變照射角度向物體10的第二區(qū)域12發(fā)射光。光源110可以調(diào)整照射角度以使得發(fā)射的光交替地朝向第一區(qū)域11和第二區(qū)域12傳播。第二區(qū)域12可以是物體10的區(qū)域，而且第二區(qū)域12的尺寸可以等于第一區(qū)域11的尺寸。而且，第二區(qū)域12和第一區(qū)域11的至少一部分可以彼此不交迭。例如，第二區(qū)域12可以是下部區(qū)域。

光源110可以在控制器130的控制下向物體10的第二區(qū)域12依次發(fā)射具有預(yù)定時(shí)段和預(yù)定波形的多條光。具有預(yù)定時(shí)段和預(yù)定波形的多條光可以彼此不同。光源110可以連續(xù)地依次發(fā)射多條光，或者可以按預(yù)定間隔依次發(fā)射多條光。

第二時(shí)段和第一時(shí)段的至少一部分可以彼此不交迭。例如，第二時(shí)段可以是第一時(shí)段隨后的時(shí)間間隔。然而，本示范性實(shí)施例不限于此。第一時(shí)段和第二時(shí)段的長(zhǎng)度可以相同。例如，由于光源110向作為物體10的區(qū)域的第二區(qū)域12發(fā)射光，發(fā)射的光的量可以大于參考光量。第二時(shí)段可以小于圖像傳感器122的參考幀率的倒數(shù)。光源110執(zhí)行的用以向物體10的第二區(qū)域12發(fā)射光的方法與光源110執(zhí)行的用以向物體10的第一區(qū)域11發(fā)射光的方法相同，因而將不給出其詳細(xì)說(shuō)明。

在操作S230，圖像獲得器120可以通過(guò)使用從第一區(qū)域11反射的光獲得第一部分深度圖像。向物體10的第一區(qū)域11發(fā)射的光從物體10的表面反射到鏡頭140。通常，物體10的第一區(qū)域11可以具有多個(gè)表面，它們離裝置100的距離(即，深度)彼此不同。例如，第一光可以從物體10的第一區(qū)域11的一表面反射以產(chǎn)生第一反射光，第二光可以從第一區(qū)域11的一表面反射以產(chǎn)生第二反射光，類似地，第n光可以從物體10的第一區(qū)域11的一表面反射以產(chǎn)生第n反射光。

鏡頭140將反射光聚焦在圖像傳感器122的區(qū)域內(nèi)。濾鏡150可以置于鏡頭140與圖像傳感器122之間，而且可以穿過(guò)預(yù)定波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)的光(即，感興趣的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)的光)并且濾除預(yù)定波長(zhǎng)區(qū)域之外的光(例如，諸如背景光的外部光)。例如，當(dāng)光源110發(fā)射具有大約850nm的NIR波長(zhǎng)的光時(shí)，濾鏡150可以是穿過(guò)處于大約850nm的NIR波長(zhǎng)頻帶的光的紅外(IR)帶通濾鏡。因此，入射到圖像傳感器122上的光主要包括從光源110發(fā)射并且從物體10的第一區(qū)域11反射的光，而且還包括外部光。雖然圖1中濾鏡150位于鏡頭140與圖像傳感器122之間，但是鏡頭140和濾鏡150的位置可以互換。例如，可以通過(guò)鏡頭140將已經(jīng)穿過(guò)濾鏡150的NIR光聚焦在圖像傳感器122上。

接下來(lái)，圖像傳感器122將反射光調(diào)制為具有預(yù)定波形的光調(diào)制信號(hào)。圖像傳感器122的增益波形的周期可以與光的波形的周期相同。圖1中，圖像傳感器122可以調(diào)制從物體10的第一區(qū)域11的表面反射的第一反射光，然后可以依次調(diào)制第二反射光至第n反射光?？梢岳猛ㄟ^(guò)將反射光乘以光調(diào)制信號(hào)獲得的量來(lái)調(diào)制每個(gè)反射光的幅度。光調(diào)制信號(hào)的周期與反射光的周期相同。

圖像傳感器122可以通過(guò)接收具有以預(yù)定時(shí)段調(diào)制的幅度的光來(lái)獲得每個(gè)反射光的圖像。例如，圖像傳感器122通過(guò)接收從第一區(qū)域11的表面反射然后以預(yù)定曝光時(shí)間調(diào)制的第一反射光來(lái)獲得第一部分圖像。圖像傳感器122獲得的圖像是物體10的一個(gè)區(qū)域的圖像，因而被稱為部分圖像。接下來(lái)，圖像傳感器122通過(guò)接收從第一區(qū)域11的表面反射然后以預(yù)定曝光時(shí)間調(diào)制的第二反射光來(lái)獲得第二部分圖像。通過(guò)反復(fù)執(zhí)行以上過(guò)程，圖像傳感器122通過(guò)接收從第一區(qū)域11的表面反射然后以預(yù)定曝光時(shí)間調(diào)制的第n反射光來(lái)獲得第n部分圖像。圖像傳感器122可以以該方式依次獲得n個(gè)不同的部分圖像。第一至第n部分圖像可以是用于形成具有深度信息的圖像的子幀圖像。n個(gè)不同的部分圖像可以具有不同的相位。n可以表示正整數(shù)。

已經(jīng)描述通過(guò)使用n條不同的光獲得n個(gè)不同的部分圖像的方法。然而，可以通過(guò)使用相同的光并允許圖像傳感器122將多條反射光調(diào)制為具有不同的增益波形的信號(hào)來(lái)獲得n個(gè)不同的部分圖像。

例如，圖像傳感器122將反射光調(diào)制為第一光調(diào)制信號(hào)，將反射光調(diào)制為與第一光調(diào)制信號(hào)不同的第二光調(diào)制信號(hào)，并將反射光調(diào)制為與第一和第二光調(diào)制信號(hào)不同的第n光調(diào)制信號(hào)。第一至第n光調(diào)制信號(hào)可以是具有不同的波形的信號(hào)，或者可以是具有相同的周期、相同的波形、和不同的相位的信號(hào)。因此，圖像傳感器122可以獲得n個(gè)不同的部分圖像。

多個(gè)部分圖像可以由于光或反射光的調(diào)制而具有不同的相位。當(dāng)有n個(gè)部分圖像時(shí)，相鄰的部分圖像之間的相位差可以為360°/n。例如，圖像傳感器122可以獲得具有0°、90°、180°、和270°的相位的四個(gè)部分圖像。然而，本示范性實(shí)施例不限于此，可以獲得兩個(gè)或更多個(gè)部分圖像。

處理器124可以通過(guò)使用第一區(qū)域11的多個(gè)部分圖像獲得具有物體10的深度信息的第一部分深度圖像。例如，假定通過(guò)使用具有不同的相位的四個(gè)部分圖像獲得部分深度圖像的深度信息，處理器124可以獲得具有如公式1所示的深度信息的第一部分深度圖像。

[公式1]

公式1中，R_max是根據(jù)示范性實(shí)施例的裝置100捕獲的物體10的最大距離，而且通過(guò)光速和光的調(diào)制頻率確定，I1、I2、I3、和I4是第一至第四部分圖像。

在操作S240，圖像獲得器120可以通過(guò)使用從第二區(qū)域12反射的光獲得第二部分深度圖像。獲得第二部分深度圖像的方法與獲得第一部分深度圖像的方法相同，因而將不給出其詳細(xì)說(shuō)明。

在操作S250，圖像獲得器120可以通過(guò)使用第一和第二部分深度圖像獲得物體10的第一深度圖像。圖像獲得器120可以通過(guò)基于像素的坐標(biāo)信息組合第一和第二部分深度圖像獲得第一深度圖像。由于物體10被劃分為多個(gè)區(qū)域而且如上所述從部分深度圖像獲得深度圖像，所以可以減少運(yùn)動(dòng)模糊。

圖3是根據(jù)示范性實(shí)施例的獲得多個(gè)深度圖像的方法的流程圖。參照?qǐng)D3，在操作S310，圖像獲得器120可以通過(guò)使用第一和第二部分深度圖像獲得第一深度圖像。上面已經(jīng)描述獲得第一深度圖像的方法，因而將不給出其說(shuō)明。

在操作S320，光源110可以在第三時(shí)段向物體10的第一區(qū)域11發(fā)射光。當(dāng)光源110包括第一和第二光源112和114時(shí)，第一光源112可以向物體10的第一區(qū)域11發(fā)射光。然而，本示范性實(shí)施例不限于此。光源110可以通過(guò)改變照射角度向物體10的第一區(qū)域11發(fā)射光。

第三時(shí)段和第二時(shí)段的至少一部分可以彼此不交迭。例如，第三時(shí)段可以是第二時(shí)段隨后的時(shí)間間隔。然而，本示范性實(shí)施例不限于此。第三時(shí)段可以是從第二時(shí)段經(jīng)過(guò)預(yù)定的一段時(shí)間之后的時(shí)間。第三時(shí)段和第二時(shí)段或第一時(shí)段的長(zhǎng)度可以相同。即，第三時(shí)段可以小于圖像傳感器122的參考幀率的倒數(shù)。這是因?yàn)橹挥袌D像傳感器122的一些像素需要接收光。

在第三時(shí)段向第一區(qū)域11發(fā)射的光的量可以大于參考光量，而且可以與在第一時(shí)段向第一區(qū)域發(fā)射的光的量或在第二時(shí)段向第二區(qū)域12發(fā)射的光的量相同。在第三時(shí)段發(fā)射的光的量可以是通過(guò)將物體10與第一區(qū)域11的比率乘以參考光量獲得的值。例如，當(dāng)?shù)谝粎^(qū)域11是物體10的1/2時(shí)，在第三時(shí)段發(fā)射的光的量可以比參考光量大兩倍。

在操作S330，圖像獲得器120可以通過(guò)使用在第三時(shí)段從第一區(qū)域11反射的光獲得第三部分深度圖像。具體地，圖像傳感器122可以獲得多個(gè)部分圖像。例如，多個(gè)部分圖像可以是具有0°、90°、180°、和270°的相位的四個(gè)部分圖像I1、I2、I3、和I4。然而，本示范性實(shí)施例不限于此。處理器124可以通過(guò)使用四個(gè)部分圖像獲得第三部分深度圖像。獲得第三部分深度圖像的方法與獲得第一部分深度圖像的方法相同，因而將不給出其詳細(xì)說(shuō)明。

在操作S340，處理器124可以通過(guò)使用第二和第三部分深度圖像獲得物體10的第二深度圖像。由于將之前獲得的第二部分深度圖像和新獲得的第三部分深度圖像相互組合以便獲得第二深度圖像，深度圖像的幀率可以小于圖像傳感器122的參考幀率。例如，當(dāng)圖像傳感器122的參考幀率為60幀每秒(fps)時(shí)，雖然花費(fèi)1/60秒獲得初始深度圖像，但是下一深度圖像的幀率可以為30fps，因?yàn)橹矮@得部分深度圖像并且用于下一深度圖像。而且，由于通過(guò)使用部分深度圖像獲得深度圖像，可以減少運(yùn)動(dòng)模糊。

圖4是用于說(shuō)明根據(jù)示范性實(shí)施例的獲得深度圖像的方法的參考圖。為便于說(shuō)明，可以將物體10劃分為上部區(qū)域H和下部區(qū)域L，而且光源110可以交替地向上部區(qū)域H和下部區(qū)域L發(fā)生多條光。多條光可以具有預(yù)定時(shí)段和預(yù)定波形，而且可以彼此不同。光源110可以連續(xù)地依次發(fā)射多條光。例如，光源110可以在第一時(shí)段向物體10的上部區(qū)域H發(fā)射具有不同的相位的多條光，例如，相鄰的光之間的相位差為90°的四條光，而且可以在第二時(shí)段向物體10的下部區(qū)域L發(fā)射具有不同的相位的多條光。連續(xù)地，光源110可以交替地向上部區(qū)域H和下部區(qū)域L發(fā)射光。

圖像獲得器120可以根據(jù)控制器130的控制信號(hào)與光源110同步。因此，圖像傳感器122可以在第一時(shí)段獲得物體10的上部區(qū)域H的具有0°、90°、180°、和270°的相位的部分圖像I1、I2、I3、和I4。當(dāng)T是圖像傳感器122的幀率的倒數(shù)時(shí)，圖像傳感器122可以在每個(gè)T/2的時(shí)間間隔獲得每個(gè)部分圖像。因此，圖像傳感器122可以在第一時(shí)段(即，從0到2T)獲得四個(gè)部分圖像。

處理器124可以通過(guò)使用四個(gè)部分圖像I1、I2、I3、和I4獲得物體10的上部區(qū)域H的第一部分深度圖像PD1。接下來(lái)，圖像傳感器122可以在第二時(shí)段(例如，從2T到4T)獲得物體10的下部區(qū)域L的具有0°、90°、180°、和270°的相位的部分圖像I1、I2、I3、和I4。處理器124可以通過(guò)使用四個(gè)部分圖像I1、I2、I3、和I4獲得物體10的下部區(qū)域L的第二部分深度圖像PD2。

接下來(lái)，在第一和第二時(shí)段過(guò)去之后，處理器124可以通過(guò)使用上部區(qū)域H的第一部分深度圖像PD1和下部區(qū)域L的第二部分深度圖像PD2獲得物體10的第一深度圖像D1。

通過(guò)使用相同的方法，光源110可以在第三時(shí)段(例如，從4T到6T)向物體10的上部區(qū)域H發(fā)射具有不同相位的多條光。圖像傳感器122可以通過(guò)與光源110同步獲得物體10的上部區(qū)域H的具有0°、90°、180°、和270°的相位的部分圖像I1、I2、I3、和I4。處理器124可以通過(guò)使用四個(gè)部分圖像I1、I2、I3、和I4獲得物體10的上部區(qū)域H的第三部分深度圖像PD3。處理器124可以通過(guò)組合下部區(qū)域L的第二部分深度圖像PD2和上部區(qū)域H的第三部分深度圖像PD3獲得物體10的第二深度圖像D2。

圖5是用于說(shuō)明根據(jù)比較示例的圖像傳感器122在獲得整個(gè)物體10的圖像之后執(zhí)行的用以獲得深度圖像的方法的參考圖。當(dāng)圖像傳感器122的參考幀率為60fps時(shí)，如圖5所示，圖像傳感器122可以每1/60秒獲得一個(gè)圖像，而且可以在1/15秒之后通過(guò)使用四個(gè)圖像獲得深度圖像。因此，深度圖像的幀率為15fps。

當(dāng)相互比較圖4和圖5時(shí)，圖4的第二深度圖像隨后的任何深度圖像的幀率比圖5的高。這是因?yàn)槭褂昧酥矮@得的部分深度圖像和新獲得的部分深度圖像。即便在圖5中，可以通過(guò)使用之前獲得的圖像(即，從0到4T獲得的圖像)和新獲得的圖像(即，從4T到5T獲得的圖像)獲得第二深度圖像隨后的深度圖像。然而，該情況下，深度圖像中包括大量噪聲，從而使得難以獲得深度信息。

圖6A示出通過(guò)使用圖5的方法獲得的深度圖像。圖6B示出通過(guò)使用圖4的方法獲得的深度圖像。如圖6A和圖6B所示，圖6B中的運(yùn)動(dòng)模糊比圖6A中的運(yùn)動(dòng)模糊少。

雖然圖4中物體10被劃分為兩個(gè)區(qū)域而且圖像獲得器120與光源110同步并獲得上部和下部的部分深度圖像，但是本示范性實(shí)施例不限于此。根據(jù)示范性實(shí)施例的裝置100可以將物體10劃分為三個(gè)或更多個(gè)區(qū)域，而且圖像獲得器120可以獲得物體10的三個(gè)或更多個(gè)部分深度圖像。

圖7是用于說(shuō)明根據(jù)另一示范性實(shí)施例的獲得深度圖像的方法的參考圖。參照?qǐng)D7，光源110可以將物體10劃分為上部區(qū)域H、中部區(qū)域C、和下部區(qū)域L，而且可以向上部區(qū)域H至下部區(qū)域L依次發(fā)射多條光。光源110的光的量可以比參考光量大三倍。

而且，圖像獲得器120可以以比參考幀率高三倍的速度獲得部分圖像。例如，處理器124可以通過(guò)使用從0至4T/3獲得的部分圖像獲得第一部分深度圖像PD1，可以通過(guò)使用從4T/3至8T/3獲得的部分圖像獲得第二部分深度圖像PD2，而且可以通過(guò)使用從8T/3至4T獲得的部分圖像獲得第三部分深度圖像PD3。因此，處理器124可以通過(guò)組合第一至第三部分深度圖像PD1、PD2、和PD3獲得第一深度圖像D1。而且，處理器124可以從4T至4T+4T/3獲得物體的上部區(qū)域H的第四部分深度圖像PD4，而且可以通過(guò)組合第二至第四部分深度圖像PD2、PD3、和PD4獲得第二深度圖像D2。

當(dāng)物體10被劃分為三個(gè)區(qū)域然后獲得每個(gè)部分深度圖像時(shí)，可以進(jìn)一步減少運(yùn)動(dòng)模糊，而且可以進(jìn)一步提高深度圖像的幀率。替代地，物體10可以被劃分為四個(gè)或更多個(gè)區(qū)域。

物體10已經(jīng)被垂直劃分。然而，本示范性實(shí)施例不限于此。物體10可以被水平劃分，而且圖像傳感器122可以被水平同步。物體10可以延其他方向劃分。

而且，裝置100可以將物體10劃分為多個(gè)區(qū)域，而且可以間斷地向多個(gè)區(qū)域發(fā)射光。圖像獲得器120可以與光源110同步，而且可以僅當(dāng)向物體10的一區(qū)域發(fā)光時(shí)獲得部分圖像。如上所述，光源110和圖像傳感器122可以彼此同步以在預(yù)定時(shí)段發(fā)射光，而且圖像傳感器122可以在該預(yù)定時(shí)段操作以調(diào)制反射光。由于圖像傳感器122在不發(fā)射光的時(shí)段不操作以將光接收維持在最低水平，所以可以防止圖像傳感器122接收外部光。發(fā)射光的時(shí)間與不發(fā)射光的時(shí)間的比率可以被稱為占空比。當(dāng)占空比小于100％時(shí)，可以意味著間斷地發(fā)射光。

圖8A和圖8B是用于說(shuō)明根據(jù)另一示范性實(shí)施例的當(dāng)占空比為50％時(shí)獲得深度圖像的方法的參考圖。參照?qǐng)D8A，光源110可以在4T當(dāng)中的2T向物體10發(fā)射光。例如，光源110可以從0至T向物體10的上部區(qū)域H發(fā)射四條不同的光，而且可以從T至2T向物體10的下部區(qū)域L發(fā)射四條不同的光。向物體10發(fā)射的每個(gè)光的量可以比參考光量大四倍。這是因?yàn)檎伎毡葹?0％而且僅向物體10的1/2區(qū)域發(fā)射光。當(dāng)以該方式間斷地發(fā)射光時(shí)，可以減少外部光。

雖然圖8A中從0至T向物體10的上部區(qū)域H發(fā)射光，從T至2T向物體的下部區(qū)域L發(fā)射光，而且從2T至4T不發(fā)射光，但是本示范性實(shí)施例不限于此。如圖8B所示，可以從0至T向物體10的上部區(qū)域H發(fā)射光，可以從2T至3T向下部區(qū)域L發(fā)射光，而且可以從T至2T和從3T至4T不向物體10發(fā)射光。如圖8B所示，由于向物體10的區(qū)域間斷地發(fā)射光，可以減少外部光和運(yùn)動(dòng)模糊，而且可以改善深度圖像的幀率。雖然圖8A和圖8B中物體10被劃分為兩個(gè)區(qū)域，但是本示范性實(shí)施例不限于此。

雖然不限于此，但是示范性實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可讀代碼。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)是可以存儲(chǔ)之后可以由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取的數(shù)據(jù)的任何數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)的示例包括磁存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，ROM、軟盤、硬盤等)、光可讀介質(zhì)(例如，CD-ROM、或DVD)等。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)也可以分布在網(wǎng)絡(luò)耦接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上以使得以分布的方式存儲(chǔ)和運(yùn)行計(jì)算機(jī)可讀代碼。而且，示范性實(shí)施例可以被編寫為通過(guò)諸如載波的計(jì)算機(jī)可讀傳輸媒介發(fā)送的計(jì)算機(jī)程序，并且在運(yùn)行程序的通用或?qū)Ｓ脭?shù)字計(jì)算機(jī)中接收和實(shí)施。另外，可以理解，在示范性實(shí)施例中，上述裝置和設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)單元可以包括電路、處理器、微處理器等，而且可以運(yùn)行存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序。

前述示范性實(shí)施例僅僅是示范性的，不應(yīng)當(dāng)被解讀為限制。本教導(dǎo)可以容易地應(yīng)用于其他類型的裝置。而且，示范性實(shí)施例的描述旨在是例示性的，而并不限制權(quán)利要求的范圍，而且本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然可以得出許多替代、修改、和變體。