苹果专利进一步提升了3D深度扫描引擎的技术能力

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利用彩色图像数据来校准深度传感阵列

映维网 2021年07月09日)日前美国专利商标局公布了苹果于2019年提交的一份深度扫描引擎相关发明申请。苹果的专利涉及投影和捕获光辐射的方法和设备,特别是光学3D映射。所述映射设备包括发射器和扫描器,发射器配置成发射包括光脉冲的光束,扫描器配置成在预定的扫描范围内在场景扫描光束。

名为“Calibration of a depth sensing array using color image data(利用彩色图像数据校准深度传感阵列)”源于苹果在以色列的工程师,主要是苹果收购的PrimeSense。值得一提的是,这家公司的技术帮助发明了面容ID系统。

苹果的发明涉及改进的深度映射系统和方法,特别是用于飞行时间传感的传感器阵列。

现有的和新兴的消费者用例对实时三维成像仪的需求越来越大。这种成像组件同时称为深度传感器或深度映射器。通过用光束照亮目标场景并分析反射光信号,它们可以远程测量到目标场景中每个点的距离(通常是强度),亦即目标场景深度。特定系统同时会捕获目标场景的彩色图像,并用彩色图像对准深度映射。

要确定到目标场景每个点的距离,常用技术包括向目标场景发射一个或多个脉冲光束,然后测量往返时间(即飞行时间ToF)。

苹果的发明涵盖了成像组件,所述成像组件包括一个辐射源,辐射源配置为向目标场景发射光辐射的第一多个脉冲光束。第二多个感测元件的阵列配置成输出指示光子在感测元件的各自入射次数的信号,其中第二多个超过第一多个。

物镜配置成在传感元件阵列形成目标场景的第一图像。

图像传感器配置成捕捉与第一图像对准的目标场景的第二图像。

处理和控制电路耦合以接收来自阵列的信号,并且配置成响应于所述信号,识别从目标场景的相应区域反射的光辐射脉冲所入射到的阵列区域,以及处理来自所识别区域中的感测元件的信号,以便基于入射次数测量目标场景的相应区域的深度坐标。响应于所述第二图像,处理和控制电路将目标场景的一个或多个区域识别为无深度区域。

在一个实施例中,第二图像是彩色图像。在公开的实施例中,处理和控制电路配置成响应于彩色图像相应部分的相应颜色来识别无深度区域。例如,处理和控制电路可配置成将彩色图像的蓝色部分识别为天空,并将天空标记为无深度区域。

下面的苹果专利图1是深度映射系统的示意图;图2是图1的深度映射系统的示意性侧视图:

发明文件涉及一系列的技术性描述,若有兴趣,请参阅《Apple Patent | Calibration of a depth sensing array using color image data》。

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