[发明专利]使用动态视觉传感器进行脉冲光图案捕获的系统和方法

说明书

一种脉冲图像捕获系统，包括脉冲发生电路、动态视觉传感器(DVS)以及DVS扫描和读出电路。向DVS的像素发送全局复位信号以为像素设置参考照度级，然后产生脉冲光图案。在产生脉冲光图案之后，向像素发送全局保持信号，以保持照度变化事件，该照度变化事件指示相对于参考照度级的变化。在向像素发送全局保持信号之后，对从像素接收的事件信号执行DVS扫描和读出操作。在从DVS输出清除伪像之后，从DVS输出中提取脉冲光图案的反射，而没有附加的图像处理。

技术领域

本发明构思的示例性实施例涉及成像系统，并且更具体地，涉及使用动态视觉传感器进行脉冲光图案捕获的系统和方法。

背景技术

在诸如结构光的深度测量方法中，在场景上应用短脉冲照明或光图案，并且捕获由图案的反射所产生的图像。成像系统的脉冲图像捕获可能受到场景中的环境光的限制，该环境光被添加到所捕获的图像中。这可能由于环境光散粒噪声而导致成像系统的饱和或噪声基底的增加，使得脉冲光图案难以检测。将脉冲光图案与环境光分离需要大量的图像处理，这可能增加系统复杂度和功耗。可以使用动态视觉传感器(DVS)，DVS观察场景并捕获与脉冲光图案相关的事件以及与因相机和物体移动引起的场景变化相关的事件，但是需要多个光脉冲进行检测和大量的处理，以将光脉冲与动态场景隔离开来。

如所讨论的，高环境照度环境(如，室外)中的脉冲图像捕获可能是困难的。传统的捕获设置包括脉冲光源和CMOS图像传感器。CMOS图像传感器以固定帧率运行，并产生用于与传感器曝光同步触发脉冲光源的信号。然而，CMOS图像传感器捕获环境光和与脉冲光源相关的光二者。可以应用各种方法来增加所捕获的信号内脉冲光源相对于环境光的比例。例如，可以使用全局快门图像传感器而不使用滚动快门以允许脉冲光持续时间和曝光时间的最大重叠，脉冲光可以被定时为在传感器曝光开始之前开始以用于最大重叠，可以增加脉冲光源的能量，等等。无论如何，环境光和与脉冲光源相关的光都被CMOS图像传感器捕获，然后必须通过随后的图像处理来提取图案。

发明内容

根据本发明构思的示例性实施例，一种脉冲图像捕获系统包括脉冲发生电路、动态视觉传感器(DVS)以及DVS扫描和读出电路。脉冲发生电路被配置为在外部物体处产生脉冲光图案。DVS包括具有以矩阵形式布置的多个像素的像素阵列。多个像素被配置为感测来自所述物体反射的脉冲光图案的光量并且输出事件信号。DVS扫描和读出电路被配置为对从多个像素接收的事件信号执行DVS扫描和读出操作以产生DVS输出。向多个像素发送全局复位信号，以针对多个像素中的每一个设置参考照度级。在向多个像素发送全局复位信号之后，产生脉冲光图案。在产生脉冲光图案之后，向多个像素发送全局保持信号，以保持照度变化事件，照度变化事件针对多个像素中的每一个指示相对于参考照度级的变化。在向多个像素发送全局保持信号之后，执行DVS扫描和读出操作。在从DVS输出清除DVS相关伪像之后，从DVS输出中提取所捕获的脉冲光图案的反射，而没有附加的图像处理。

根据本发明构思的示例性实施例，一种脉冲图像捕获系统包括脉冲发生电路、动态视觉传感器(DVS)、DVS扫描和读出电路以及多个复用器。脉冲发生电路被配置为在外部物体处产生脉冲光图案。DVS包括具有以矩阵形式布置的多个像素的像素阵列。多个像素被配置为执行光感测操作以感测来自外部物体反射的脉冲光图案的光量并且输出事件信号。DVS扫描和读出电路被配置为对从多个像素接收的事件信号执行DVS扫描和读出操作以产生DVS输出。多个复用器被配置为选择多个控制信号。多个控制信号同步脉冲图像捕获系统的操作，使得在产生脉冲光图案之后并且在执行DVS扫描和读出操作之前执行光感测操作。