JP2018522203A - 飛行時間型画素アレイの解像度を上げるための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
発明の分野は、全体的には、画像処理に関し、より具体的には、飛行時間型画素アレイの解像度を上げるための方法および装置に関する。
既存のコンピュータシステムの多くは、1つ以上の従来の画像撮影カメラを内蔵型周辺機器として備える。現在の傾向は、深度キャプチャをその撮像構成要素に統合することによってコンピュータシステムの撮像能力を高めることである。深度キャプチャは、たとえば、(安全にシステムのロックを解除するためなどの)顔認識または(タッチレス・ユーザインターフェース機能のためなどの)手のジェスチャ認識など、さまざまな知的なオブジェクト認識機能を行うために利用することができる。
画像信号プロセッサを有する装置について説明する。画像信号プロセッサは、互いに異なる画素アレイ位置のそれぞれの飛行時間型深度値を算出するための複数の深度算出部を有する。複数の深度算出部の各々は、画素アレイの同じ画素から応答信号を受信し、複数の深度算出部は、当該画素が属する画素アレイの画素の互いに異なる群からのそれぞれの応答信号から、画素アレイの異なる位置の複数の深度値を算出することができる。群の各々は、それぞれの深度値を算出するのに十分な互いに異なる受信クロック位相を有する画素を含む。別の装置についても説明する。当該装置では、各々が同じ画素を含む互いに異なる画素群から複数の深度値が同様に算出されるが、1つの深度算出部が複数の深度値の各々を算出する。
図1は、飛行時間型システムの動作を表現した図である。図1の手法では、イメージセンサが一部になっているカメラから不可視(たとえば、赤外線(IR))光が照射される。光は、カメラの前のオブジェクトの表面を反射してIR画素アレイの画素に衝突する。各画素は、各々がアクティブ(つまり、アレイ内のすべての画素が同時にアクティブである必要はない)である期間中に、受光したIR光に応答して信号を生成する。画素群からの対応するこれらの信号からなる群が処理されて、各画素群と画素群に対応するオブジェクトの一部との間の距離が判定され、結果、オブジェクトの全体的な3D画像が得られる。
Claims (30)
- 互いに異なる画素アレイ位置のそれぞれの飛行時間型(time of flight)深度値を算出するための複数の深度算出部を有する画像信号プロセッサを備える装置であって、前記複数の深度算出部の各々は、画素アレイの同じ画素から応答信号を受信し、前記複数の深度算出部は、当該画素が属する前記画素アレイの画素の互いに異なる群からのそれぞれの応答信号から、前記画素アレイの異なる位置の複数の深度値を算出することができ、前記群の各々は、それぞれの深度値を算出するのに十分な互いに異なる受信クロック位相を有する画素を含む、装置。
- 前記複数の深度算出部は、論理回路から構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記複数の深度算出部は、専用の論理回路から構成される、請求項2に記載の装置。
- 前記複数の深度算出部は、前記複数の深度値を同時に算出するように構成される、請求項2に記載の装置。
- 前記画像信号プロセッサは、プログラムコードを実行するプロセッサとして実装され、前記複数の深度算出部は、機械読み取り可能な記憶媒体に格納された複数のプログラムコードシーケンスとして実装される、請求項1に記載の装置。
- 前記プロセッサはマルチスレッドプロセッサであり、前記複数のプログラムシーケンスは、互いに異なるスレッド上で実行される複数のプログラムコードインスタンスを含む、請求項5に記載の装置。
- 前記互いに異なる受信クロック位相は、I+と、I−と、Q+と、Q−とを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記画素アレイの画素ごとの受信クロックの割当ては、パターン121212…、343434…を示し、
上記の1、2、3、および4は、互いに異なる受信クロック位相に相当する、請求項1に記載の装置。 - 前記画素アレイの画素ごとの受信クロックの割当ては、パターン121212…、343434…、212121…を示す、請求項8に記載の装置。
- 受信クロック位相を有する画素アレイの画素を用いて飛行時間型応答信号を生成するステップと、
前記画素アレイの画素の互いに異なる群から生成された飛行時間型応答信号の互いに異なる集合から、互いに異なる深度値を算出するステップとを含む方法であって、当該画素は前記群の各々に属し、前記集合の各々の集合は、飛行時間型深度算出を行うのに十分な受信クロック位相を用いて生成される、方法。 - 前記互いに異なる深度値は、同時に生成される、請求項10に記載の方法。
- 前記算出するステップは、論理回路を用いて行われる、請求項10に記載の方法。
- 前記算出するステップは、プログラムコードを実行することによって行われる、請求項10に記載の方法。
- 異なるスレッドが異なる飛行時間型深度算出に対して割り当てられるマルチスレッドプロセッサ上で前記プログラムコードを実行するステップをさらに備える、請求項13に記載の方法。
- 前記画素アレイを使用して、カメラの前のオブジェクトの3次元形状画像を生成するステップをさらに含み、前記深度値の各々は、当該3次元形状画像の一部である、請求項10に記載の方法。
- 顔を認識するステップと、
手のジェスチャを認識するステップのうちの一方を実行するために前記3次元形状画像を使用するステップとをさらに備える、請求項15に記載の方法。 - 処理コアと、
I/O制御ハブと、
赤外線画素を含むアレイと、
互いに異なる画素アレイ位置のそれぞれの飛行時間型深度値を算出するための複数の深度算出部を有する画像信号プロセッサを備えるコンピュータシステムであって、前記複数の深度算出部の各々は、画素アレイの同じ画素から応答信号を受信し、前記複数の深度算出部は、当該画素が属する前記画素アレイの画素の互いに異なる群からのそれぞれの応答信号から、前記画素アレイの前記異なる位置の複数の深度値を算出することができ、前記群の各々は、それぞれの深度値を算出するのに十分な互いに異なる受信クロック位相を有する画素を含む、コンピュータシステム。 - 前記複数の深度算出部は、論理回路から構成される、請求項17に記載のコンピュータシステム。
- 前記複数の深度算出部は、専用の論理回路から構成される、請求項18に記載のコンピュータシステム。
- 前記複数の深度算出部は、前記複数の深度値を同時に算出するように構成される、請求項18に記載のコンピュータシステム。
- 前記画像信号プロセッサは、プログラムコードを実行するプロセッサとして実装され、前記複数の深度算出部は、機械読み取り可能な記憶媒体に格納されたプログラムコードシーケンスとして実装される、請求項17に記載のコンピュータシステム。
- 前記1つ以上の深度算出部は、前記複数の深度値を同時に算出するように設計される、請求項17に記載のコンピュータシステム。
- 互いに異なる画素アレイ位置のそれぞれの飛行時間型深度値を算出するための深度算出部を有する画像信号プロセッサを備える装置であって、前記深度算出部は、それぞれの飛行時間型深度値ごとに、画素アレイの同じ画素から応答信号を受信し、前記深度算出部は、当該画素が属する前記画素アレイの画素の互いに異なる群から生成されるそれぞれの応答信号から、前記互いに異なる画素アレイ位置のそれぞれの飛行時間型深度を算出し、前記群の各々は、それぞれの深度値を算出するのに十分な互いに異なる受信クロック位相を有する画素を含む、装置。
- 前記深度算出部は、論理回路から構成される、請求項23に記載の装置。
- 前記深度算出部は、専用の論理回路から構成される、請求項24に記載の装置。
- 前記画像信号プロセッサは、プログラムコードを実行するプロセッサとして実装され、前記深度算出部は、機械読み取り可能な記憶媒体に格納されたプログラムコードシーケンスとして実装される、請求項23に記載の装置。
- 前記互いに異なる受信クロック位相は、I+と、I−と、Q+と、Q−とを含む、請求項23に記載の装置。
- 前記画素アレイの画素ごとの受信クロックの割当ては、パターン121212…、343434…を示し、
上記の1、2、3、および4は、互いに異なる受信クロック位相に相当する、請求項23に記載の装置。 - 前記画素アレイの画素ごとの受信クロックの割当ては、パターン121212…、343434…、212121…を示す、請求項28に記載の装置。
- 前記応答信号および前記それぞれの応答信号を格納するための格納回路を、前記画像信号プロセッサと前記画素アレイとの間にさらに備える、請求項23に記載の装置。
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