感测系统和方法技术方案

感测系统200包括第一编码孔径210，其被配置为接收入射光和透射对象230的编码图像。感测系统200包括光复制组件250，其被配置为检测编码图像和发射复制的编码图像。感测系统200包括第二编码孔径260，其被配置为接收复制的编码图像和透射解码图像。感测系统200包括传感器220，其被配置为检测解码图像。其被配置为检测解码图像。其被配置为检测解码图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】感测系统和方法


[0001]本公开涉及一种感测系统和方法，具体地但不排他地涉及一种用于检测图像的编码孔径感测系统。感测系统可以结合到诸如移动电话或平板计算机的电子设备中。

技术介绍

[0002]本公开涉及一种适于检测图像的感测系统。用于检测图像的简单感测系统的公知示例是针孔相机。针孔相机包括单个孔径(即针孔)。针孔接收入射光并透射可由眼睛或传感器检测到的单个反转图像。由针孔透射的光量至少部分地确定针孔相机的信噪比。增加针孔的尺寸降低了针孔相机的分辨率(例如，在检测到的图像的边缘附近发生模糊)。减小针孔的尺寸减少了信号(即，较少的光透射通过较小的针孔)，并且针孔相机的分辨率最终会受到衍射的限制。
[0003]为了克服针孔相机的至少一些限制，针孔可以用编码孔径代替。编码孔径是包括实质不透明区域和实质透明区域的光学编码图案的基板。编码孔径透射比针孔更大量的光，因为入射在编码孔径上的图像由实质透明区域中的每一个透射并且由此被复制多次(对应于实质透明区域的数量)。更多光透射通过多个孔径，因此编码孔径实现比针孔相机更大的信噪比。然而，传感器接收从不同角度到达传感器表面的多个重叠反转图像。也就是说，传感器接收编码图像，该编码图像是编码孔径的光学编码图案和待检测的图像的卷积。为了理解感测到的编码图像并重建要检测的图像，使用编码孔径的光学编码图案的知识来对编码图像进行解码。
[0004]图1中示意性地描绘了已知的感测系统100的示例。已知的感测系统100包括被配置为接收入射光并透射编码图像的编码孔径110。编码孔径110包括实质透射区域和实质不透明区域的光学编码图案。穿过实质透射区域的光形成编码图像。编码图像可以包括由入射光照射的对象130的多个反转和重叠图像。已知的感测系统100还包括被配置为检测编码图像的传感器120。编码图像包括对象130的图像和编码孔径110的图案的卷积。传感器120与处理器140通信。处理器140被配置为从传感器120接收指示检测到的编码图像的信号。处理器140包括计算算法，该计算算法被配置为对编码图像进行数学解码以产生对象130的重建图像。
[0005]与这种已知的感测系统100相关联的一些问题是处理器140需要对编码图像进行解码(即，执行编码孔径110的图案和对象130的图像的复杂的去卷积)。解码算法复杂且计算要求非常高，需要大量的处理时间和大量的能量来执行。
[0006]因此，本公开的目的是提供一种解决上述问题中的一个或多个或至少提供有用的替代方案的感测系统。

技术实现思路

[0007]一般而言，本公开提出通过使用光复制组件和第二编码孔径对编码图像进行光学解码来克服上述问题。这种布置有利地减少或避免了对复杂计算算法的需要，因为解码是
使用第二编码孔径光学地执行的。光复制组件有利地减少或避免了使用光学解码可能发生的信息损失。
[0008]根据本专利技术的一个方面，提供一种感测系统，其包括被配置为接收入射光和透射编码图像的第一编码孔径。感测系统包括被配置为检测编码图像和发射复制的编码图像的光复制组件。感测系统包括被配置为接收复制的编码图像和透射解码图像的第二编码孔径。感测系统包括被配置为检测解码图像的传感器。
[0009]感测系统对编码图像进行光学解码而不是计算解码。编码图像由相机/显示器对(即，光复制组件)接收，并且编码图像的复制图像被提供给基于第一滤波器掩模(即，第一编码孔径)设计的逆滤波器掩模(即，第二编码孔径)。第二编码孔径提供编码图像的去卷积，并将解码图像透射到另一相机(即，传感器)。以这种方式，在不借助于涉及复杂算法的计算过程的情况下光学地执行解码。
[0010]由于多种原因，在编码孔径感测系统的
中先前可能已经避免了对编码图像进行光学解码。这些原因可以包括例如制造第一和第二编码孔径的感知困难、使用负的和各种缩放的解码系数的感知困难、以及用于计算解码的数据存储的容易性。因此，已知的感测系统使用复杂算法来采用计算资源重建图像。
[0011]已知感测系统中使用的高度复杂和数值计算图像处理由本感测系统中的光学处理代替。该感测系统有利地减少或消除了创建、存储和实现用于对编码图像进行解码的复杂计算算法的需要。减少感测系统的计算负担有利地允许包括感测系统的设备(例如，移动电话)专注于其他任务，从而释放数据空间。此外，光学解码使用比计算解码更少的能量，从而提高感测系统的效率。减少的能量使用使得感测系统适用于使用便携式能量源(例如，电池)的移动设备，否则该移动设备将难以满足计算解码的需求。
[0012]光复制组件可朝向第二编码孔径发射复制的编码图像，使得在编码和解码过程期间实质没有光损失。也就是说，入射光携带的所有信息用于重建对象的图像。因此，光复制组件有利地避免了信息损失，从而改善了感测系统的信噪比。
[0013]感测系统实现了编码孔径的所有益处(诸如改善的信噪比)，同时避免了计算解码中涉及的高计算负荷的主要缺点。感测系统可以制造得比已知的感测系统更小，并且可以在集成电路芯片上实现。
[0014]第二编码孔径的光学编码图案可为第一编码孔径的光学编码图案的逆图案。
[0015]第一编码孔径和/或第二编码孔径可以包括随机光学编码图案。
[0016]使用随机生成的光学编码图案有利地实现第一和/或第二编码孔径的更大设计灵活性。
[0017]第一编码孔径和/或第二编码孔径可以包括均匀冗余阵列或修正均匀冗余阵列。
[0018]均匀冗余阵列(URA)和修正均匀冗余阵列(MURA)是与质数成比例的掩模图案族。虽然它们提供比随机生成的图案更少的设计灵活性，但是URA和MURA产生比随机生成的图案更少的测量噪声。
[0019]第一编码孔径和/或第二编码孔径可以包括菲涅耳波带片、优化的随机图案、均匀冗余阵列、六边形均匀冗余阵列、修正均匀冗余阵列等。
[0020]第一编码孔径和第二编码孔径可包括实质相同的图案。
[0021]使用实质相同的第一和第二编码孔径有利地简化了感测系统，并且避免了对产生
具有显著不同图案的编码孔径的需要。第一编码孔径的网格图案可以与第二编码孔径的网格图案相差单个网格，并且仍然被认为是实质相同的。
[0022]第一编码孔径和/或第二编码孔径可以包括可控显示器。
[0023]可控显示器可以包括液晶显示器(LCD)。
[0024]使用具有编码显示器的编码孔径有利地允许编码孔径适应于给定场景。例如，可以使用可控显示器来增大或减小第一和/或第二编码孔径的实质透明部分和/或实质不透明部分的尺寸。作为另一示例，使用可控显示器多次复制第一编码孔径和/或第二编码孔径的图案可以用于实现完全编码视场，在完全编码视场中，入射通量的所有方向由第一和/或第二编码孔径完全调制。作为另一示例，使用可控显示器在第一编码孔径和/或第二编码孔径上应用具有不同模糊量的多个图案可以增加感测系统可以重建对象的深度图的速度。
[0025]第二编码孔径可以安装在传感器上。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种感测系统，包括：第一编码孔径，其被配置为接收入射光和透射编码图像；光复制组件，其被配置为检测所述编码图像和发射复制的编码图像；第二编码孔径，其被配置为接收所述复制的编码图像和透射解码图像；以及传感器，其被配置为检测所述解码图像。2.根据权利要求1所述的感测系统，其中所述第二编码孔径的光学编码图案是所述第一编码孔径的光学编码图案的逆图案。3.根据权利要求1所述的感测系统，其中所述第一编码孔径和/或所述第二编码孔径包括随机光学编码图案。4.根据权利要求1所述的感测系统，其中所述第一编码孔径和/或所述第二编码孔径包括均匀冗余阵列或修正均匀冗余阵列。5.根据权利要求1所述的感测系统，其中所述第一编码孔径和所述第二编码孔径包括实质相同的图案。6.根据权利要求1所述的感测系统，其中所述第一编码孔径和/或所述第二编码孔径包括可控显示器。7.根据权利要求1所述的感测系统，其中所述第二编码孔径被安装在所述传感器上。8.根据权利要求1所述的感测系统，其中所述光复制组件包括入射光接收表面和相对的光发射表面。9.根据权利要求8所述的感测系统，其中所述光复...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：ams传感器新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：