用于tof系统的干扰减小的制作方法_4

文档序号:9510045阅读:来源:国知局
作系统458、应用程序457、其它程序模块456以及程序数据455被给予了不同的编号,以至少说明它们是不同的副本。用户可以通过输入设备,例如键盘451和定点设备452 (通常称为鼠标、跟踪球或触摸垫)向计算机441输入命令和信息。其它输入设备(未示出)可包括话筒、操纵杆、游戏手柄、圆盘式卫星天线、扫描仪等。这些以及其它输入设备通常通过耦合到系统总线的用户输入接口 436连接到处理单元459,但也可通过诸如并行端口、游戏端口或通用串行总线(USB)之类的其它接口和总线结构来连接。相机226、228和捕捉设备120可经由用户输入接口 436来定义计算系统420的附加输入设备。监视器442或其他类型的显示设备也经由诸如视频接口 432之类的接口连接至系统总线421。除了监视器以外,计算机还可包括诸如扬声器444和打印机443之类的其它外围输出设备,它们可通过输出外围接口 433来连接。捕捉设备120可经由输出外围接口 433、网络接口437或其他接口连接到计算系统420。
[0082]计算机441可使用到一个或多个远程计算机(诸如,远程计算机446)的逻辑连接而在联网环境中操作。远程计算机446可以是个人计算机、服务器、路由器、网络PC、对等设备或其他常见网络节点,并且通常包括许多或所有以上相对计算机441所描述的元件,但在图4中仅示出了存储器存储设备447。所描绘的逻辑连接包括局域网(LAN)445和广域网(WAN)449,但也可以包括其它网络。此类联网环境在办公室、企业范围的计算机网络、内联网和因特网中是常见的。
[0083]当在LAN联网环境中使用时,计算机441通过网络接口 437连接到LAN 445。当在WAN联网环境中使用时,计算机441通常包括调制解调器450或用于通过诸如因特网等WAN449建立通信的其它手段。调制解调器450可以是内置的或外置的,可经由用户输入接口436或其它适当的机制连接到系统总线421。在联网环境中,相关于计算机441所示的程序模块或其部分可被存储在远程存储器存储设备中。作为示例而非局限,图4示出应用程序448驻留在存储器设备447上。应当理解,所示的网络连接是示例性的,并且可使用在计算机之间建立通信链路的其它手段。
[0084]如上所解释的,捕捉设备120向计算系统112提供RGB图像(也被称为彩色图像)以及深度图像。深度图像可以是多个观测到的像素,其中每个观测到的像素具有观测到的深度值。例如,深度图像可包括所捕捉的场景的二维(2D)像素区域,其中2D像素区域中的每一像素可具有深度值,诸如例如以厘米、毫米等为单位的、所捕捉的场景中的对象距捕捉设备的长度或距离。
[0085]图5示出可在计算系统112处从捕捉设备120接收的深度图像的示例实施例。根据一示例实施例,该深度图像可以是由例如以上参考图2A所描述的捕捉设备120的3-D相机226和/或RGB相机228所捕捉的场景的图像和/或帧。如图5所示,该深度图像可包括与例如诸如参考图1A和1B所描述的用户118等的用户对应的人类目标以及诸如所捕捉的场景中的墙、桌子、监视器等的一个或多个非人类目标。该深度图像可包括多个观测到的像素,其中每个观测到的像素具有观测到的与其相关联的深度值。例如,该深度图像可包括所捕捉的场景的二维(2-D)像素区域,其中该2-D像素区域中的特定X值和y值处的每一像素可具有诸如以例如厘米、毫米等为单位的所捕捉的场景中的目标或对象离捕捉设备的长度或距离之类的深度值。换言之,深度图像可对于深度图像中的每个像素指定像素位置和像素深度。在分段过程之后,深度图像中的每个像素也可具有与其相关联的分段值。像素位置可由X位置值(即,水平值)和1位置值(即,垂直值)指示。像素深度可由z位置值(也被称为深度值)指示,该Z位置值指示被用来获得深度图像的捕捉设备(例如120)和该像素表示的用户部分之间的距离。分段值被用来指示像素是否对应于特定用户,或不对应于用户。
[0086]在一个实施例中,深度图像可以是着色的或灰阶的,以使得深度图像的像素的不同色彩或阴影对应于和/或从视觉上描绘了目标距捕捉设备120的不同距离。在接收该图像之后,一个或多个高变度和/或噪杂深度值可被从深度图像移除和/或平滑;丢失和/或移除的深度信息的部分可被填充和/或重构;和/或可对所接收的深度图像执行任何其他适当处理。
[0087]图6提供了深度图像的另一视图/表不(不对应于与图5相同的不例)。图6的视图将每个像素的深度值显示为整数,该整数表示对于该像素该目标距捕捉设备120的距离。图6的示例深度图像显示24x24像素;然而,使用更大分辨率的深度图像是可能的。
[0088]用于减小T0F系统导致的IR遥控干扰的技术
[0089]如上面提及的,T0F系统(例如226)可紧邻被配置成通过手持式遥控设备遥控的消费者电子设备(例如,电视机、机顶盒和/或媒体播放器)定位(例如在同一房间中)。例如,再参考图1A和2A,捕捉设备120可包括靠近电视机或显示器116定位的T0F系统226。附加地或替换地,T0F系统可紧邻被配置成无线接收和响应IR光信号的其它类型的系统定位,这些系统诸如但不限于包括无线IR耳机的系统和包括主动快门3D眼镜的3D电视系统。同样如上面解释的,T0F系统可通过用RF调制IR光照射目标(例如用户118)并检测从该目标反射开并入射在该T0F相机的图像像素检测器阵列上的IR光来操作。尽管RF调制IR光的载波频率通常远高于遥控信号的载波频率,然而从期间光源不发射RF调制光的时间到期间光源发射RF调制光的时间的突然转换以及反向转换可产生可能影响遥控信号的较低频率内容。用另一种方式来解释,与由T0F系统产生的经调制IR光相关联的低频内容可能影响旨在控制该T0F系统附近的另一设备(例如电视机)的遥控信号。尽管T0F系统所产生的干扰的大部分(如果不是全部)将不对应于有效遥控命令(并且从而将被该其它设备的遥控接收机作为无效命令拒绝),T0F系统所产生的干扰可能足够大到阻止用户能够实际上遥控紧邻T0F系统的该其它设备(例如,电视机或显示器116)。T0F系统所产生的低频内容可类似地干扰被配置成无线接收和响应IR光信号的其它类型的系统。以下描述的本技术的某些实施例(其用于与T0F系统一起使用)显著减小在已知被遥控设备使用的频率范围内和/或在已知被配置成无线接收和响应IR光信号的其它系统所使用的一个或多个其它频率范围内的频率内容。相应地,这些实施例使得其它系统在紧邻T0F系统时能够按其期望方式操作。对于更具体的示例,这样的实施例使得消费者电子设备能够被遥控,即使它们紧靠T0F系统。
[0090]大多数情况下,IR遥控信号具有在10kHz和100kHz之间,并且甚至更具体而言在30kHz和60kHz之间的载频。某些遥控设备例如传送具有约36kHz的载频的IR遥控信号(不要将其与IR光本身的实际频率相混淆)。还存在利用具有约455KHz的载频的IR遥控信号的一些系统。又一些其它系统利用具有约1MHz的载频的IR遥控信号。能被遥控信号控制的消费者电子设备(例如电视机、机顶盒或媒体播放器)包括遥控接收机,该遥控接收机被配置成接收和解码在预期频率范围内的遥控信号,其示例在上面已讨论。
[0091]在描述本技术的各实施例之前,图7将首先被用来描述由T0F系统生成的典型RF调制驱动信号和由TOF系统发射的典型RF调制IR光信号。更具体而言,图7示出了与用于与TOF系统一起使用的信号的两个示例性帧相关联的示例性脉冲定时和脉冲幅度细节。图7中示出的帧例如可以与TOF系统一起使用,该TOF系统例如被配置成获得对应于多个帧中的每个帧的独立的深度图像,其也可被称为帧周期。图7中示出的波形解说被用来驱动IR光源的RF调制驱动信号以及由被RF调制驱动信号驱动的被该光源产生(以及更具体而言,被该光源发射)的RF调制IR光信号两者。
[0092]如图7所示,每个帧周期之后是帧间周期,该帧间周期将该帧周期与下一帧周期分开。取决于实现,每个帧周期的长度可以或可以不与每个帧间周期的长度相同。每个帧周期包括至少两个积分周期,且每个积分周期之后是读出周期。对于更具体示例,帧周期可包括十个积分周期,每个积分周期之后是十个读出周期中的一个相应读出周期。除了帧周期的最后一个读出周期之外,这些读出周期中的每个读出周期将该帧周期的一对积分周期分开。帧速率可以例如是30Hz,但不限于此。在帧速率为30Hz的情况下,每个帧周期加上每个帧间周期对为约33.33毫秒。
[0093]仍旧参考图7,所述积分周期中的每个积分周期被示出为包括具有相同脉冲幅度的数个脉冲,并且所述读出周期和所述帧间周期中的每个周期被示出为不包括脉冲。如同上面提及的,图7解说了 RF调制驱动信号,以及通过用该RF调制驱动信号驱动IR光源生成的RF调制IR光信号。假定该脉冲频率为约100MHz,该脉冲频率远高于已知被大多数被配置成无线接收和响应IR光信号的其它系统所使用的频率范围。尽管如此,RF调制IR光的LF功率包络包括在已知被配置成无线接收并响应IR光信号的其它系统(其示例已在上面讨论)所使用的频率范围内的大量频率内容。这样的频率内容主要是由于从期间光源不被RF调制驱动信号驱动的时间到期间光源被RF调制驱动信号驱动的时间的突然转换以及反向转换,其发生在每个积分周期的开始和结束处。图7中被标记为702的阴影区域解说了 RF调制驱动信号和使用该驱动信号产生的RF调制光信号的LF功率包络。在本文中使用的术语“LF功率包络”为由信号随时间递送的LF平均功率。
[0094]图8示出了与图7中所示的信号相关联的示例性LF频率功率谱。从图8中可以领会,在已知被遥控设备使用的10kHz到100kHz频率范围内有大量频率内容。正是T0F系统所产生的此频谱能量导致了例如干扰,该干扰可能阻止使用IR遥控信号对紧邻该T0F系统的系统(例如电视机或显示器)的遥控。尽管在图8中未示出,然而因为图8仅示出了LF内容,所以与图7中示出的信号相关联的功率谱还将包括在载波频率(例如,在100MHz)处的峰值。
[0095]在下面描述的本技术的某些实施例平滑驱动信号和IR光信号的LF功率包络的边沿。这具有显著减小已知被受遥控的设备和被配置成无线接收和响应IR光信号的其它系统所使用的频率范围内的频率内容的效果。
[0096]平滑LF功率包络的边沿的第一实施例(在图9中解说)涉及在从期间不驱动光源发射IR光的时间到期间由驱动信号驱动光源发射IR光的时间进行转换时使驱动信号的RF分量的脉冲幅度斜升。此实施例还包括在从期间由驱动信号驱动光源发射IR光的时间到期间不驱动光源发射IR光的时间进行转换时使驱动信号的RF分量的脉冲幅度斜降。通过用具有斜升且随后斜降的脉冲幅度的驱动信号来驱动光源,由光源发射的IR光信号的RF分量将具有斜升且随后斜降的脉冲幅度。图9中被标记为902的阴影区域解说了驱动信号和使用该驱动信号产生的IR光信号的LF功率包络。脉冲幅度的斜升在至少50 μ s的时间段上发生,且脉冲幅度的斜降应当在至少50 μ S的时间段上发生。如果时间允许,则脉冲幅度的斜升优选地在约1毫秒和10毫秒之间的时间段上发生,而斜降类似地优选在约1毫秒和10毫秒之间的时间段上发生,这应当确保在10kHz和100kHz之间的频率内容的显著减少,该频率范围是通常被用来传送IR遥控信号的频率范围。要注意,图9是为解说目的而包括的,但不是按比例绘制的,因为脉冲幅度的斜升和斜降将在远超过三个或四个脉冲上发生。
[0097]存在实现参考图9描述的实施例的各种不同方式。例如,再参考图2B,微处理器264可控制时钟信号发生器262来产生具有斜升和斜降的脉冲幅度的时钟脉冲。替换地,微处理器264可控制驱动器260来产生包括斜升和斜降的脉冲幅度
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