深度图像成像系统和方法技术方案

技术编号:26178638 阅读:27 留言:0更新日期:2020-10-31 14:29
本说明书提供的深度图像成像系统和方法,利用薄膜变焦透镜成像,通过对薄膜变焦透镜的电介质弹性体施加电压,改变薄膜变焦透镜的焦距,使经过薄膜变焦透镜的出射光分别在图像传感器上聚焦和散焦,得到聚焦图像和散焦图像;对每一个被拍摄场景至少施加两种不同的电压,获取场景的聚焦图像和散焦图像,并根据聚焦图像和散焦图像中的聚焦度和散焦度,计算场景的深度,得到深度图像。所述深度图像成像系统和方法,使用薄膜变焦透镜的单摄像头实现深度测量,无需红外发射器或激光发射器测距,可以实现RGB图像和深度图像的同时输出。并且所述深度图像成像系统和方法中,深度测量精度高,硬件结构简单,工艺复杂度低,算力消耗小,适用于多场景使用。

【技术实现步骤摘要】
深度图像成像系统和方法
本说明书涉及图像采集
,尤其涉及一种深度图像成像系统和方法。
技术介绍
近年来,随着科技的不断发展,计算机视觉的应用场景越来越广泛,同时,深度摄像头技术受到了业界越来越多的关注。深度摄像头可以对被拍摄场景中的物体与摄像头之间的距离进行测量。通过获取被拍摄场景中的物体与摄像头之间的距离给人机交互技术带来了很大的发展空间,配合上摄像头获取的被拍摄场景中的二维图像,人们可以轻易获得一个周围场景的三维信息。因而该类产品开始获得广泛应用到工业自动化、计算机图形学、虚拟现实、机器人同自然人交互、医疗外科及计算机视觉等多个领域。当前具备的深度视觉成像方案,例如深度结构光方案,双目立体视觉方案,飞行时间TOF方案,均需要2颗及以上的摄像头,通过2颗摄像头的视差计算图像的深度。现有技术还有一种深度视觉成像方案采用主动发光式。即使用红外光发射器或激光发射器向场景中照射红外线或激光,并捕捉场景反射回来的红外线或激光,计算场景深度。然而现有技术中的深度摄像头不仅设备成本和耗电量高,而且电路结构变复杂,拍摄图像深度精度差,图像分辨率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深度图像成像系统,包括:/n支撑部件;/n薄膜变焦透镜,连接在所述支撑部件上,包括入光侧和出光侧;/n图像传感器,连接在所述支撑部件上,并与所述出光侧相对以接收所述出光侧射出的出射光,获取被拍摄场景的图像;以及/n控制装置,与所述薄膜变焦透镜和所述图像传感器电连接,运行时控制所述薄膜变焦透镜的焦距,获取所述出射光在所述图像传感器上的聚焦图像和散焦图像,并根据所述聚焦图像和所述散焦图像确定所述场景的深度图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种深度图像成像系统,包括:
支撑部件;
薄膜变焦透镜,连接在所述支撑部件上,包括入光侧和出光侧;
图像传感器,连接在所述支撑部件上,并与所述出光侧相对以接收所述出光侧射出的出射光,获取被拍摄场景的图像;以及
控制装置,与所述薄膜变焦透镜和所述图像传感器电连接,运行时控制所述薄膜变焦透镜的焦距,获取所述出射光在所述图像传感器上的聚焦图像和散焦图像,并根据所述聚焦图像和所述散焦图像确定所述场景的深度图像。


2.如权利要求1所述的深度图像成像系统,其中,所述薄膜变焦透镜将射入的光线进行分光,所述出射光包括至少一个波段的光。


3.如权利要求2所述的深度图像成像系统,其中,所述薄膜变焦透镜包括:
透镜基底,包括入射面和出射面,所述入射面面向所述入光侧,所述出射面面向所述出光侧;以及
多个柱状微透镜,形成在所述透镜基底的所述入射面,并以预定的方式和距离排列,以便所述出射光在所述薄膜变焦透镜的焦点汇聚,其中,不同波段的光的焦点不同,
其中,当所述透镜基底发生形变时,所述多个柱状微透镜发生位移,通过控制所述透镜基底的形变,控制所述多个柱状微透镜的位移变化,使所述薄膜变焦透镜的所述焦点在预定范围内移动。


4.如权利要求3所述的深度图像成像系统,其中,所述薄膜变焦透镜还包括:
电介质弹性体,位于所述透镜基底的所述出射面,当所述电介质弹性体受到电压驱动时,所述电介质弹性体变形带动所述透镜基底形变,通过控制所述电压的大小,控制所述透镜基底的形变,使所述薄膜变焦透镜的所述焦点在所述预定范围内移动。


5.如权利要求4所述的深度图像成像系统,其中,所述控制装置包括:
驱动电路,同所述电介质弹性体电连接,提供所述电压。


6.如权利要求4所述的深度图像成像系统,其中,所述图像传感器包括感光面,所述感光面距离所述出射面的距离在所述预定范围内。


7.如权利要求6所述的深度图像成像系统,其中,当所述电介质弹性体受到第一电压的驱动时,所述薄膜变焦透镜使第一波段的光在所述感光面上聚焦,所述图像传感器获取第一图像,所述第一图像包括所述第一波段的光在所述感光面上的聚焦图像,
其中,所述第一波段的光包括红光、绿光以及蓝光中的至少一种。


8.如权利要求7所述的深度图像成像系统,其中,当所述电介质弹性体受到第二电压的驱动时,所述薄膜变焦透镜使所述第一波段的光在所述感光面上散焦,所述图像传感器获取第二图像,所述第二图像包括所述第一波段的光在所述感光面上的散焦图像。


9.如权利要求8所述的深度图像成像系统,其中,所述确定所述场景的深度图像,包括:
将所述第一图像和所述第二图像分别分解为R通道、G通道和B通道;
获取所述R通道、所述G通道和所述B通道中的至少一个通道的聚焦图像和散焦图像;
基于所述至少一个通道的聚焦图像和散焦图像,确定所述场景的深度信息;以及
基于所述深度信息、所述第一图像和所述第二图像,生成所述深度图像。


10.如权利要求1所述的深度图像成像系...

【专利技术属性】
技术研发人员:高岩
申请(专利权)人:支付宝杭州信息技术有限公司
类型:发明
国别省市:浙江;33

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