应用于立体图像获取装置的控制器与立体图像获取装置的制作方法

本发明涉及一种应用于立体图像获取装置的控制器与立体图像获取装置，尤其涉及一种可降低主机的运算负担、内存的需求以及功耗，以及可使所述主机不需更新现有技术所公开的输出接口的控制器与立体图像获取装置。

背景技术：

在现有技术中，应用于立体图像获取装置的控制器是利用所接收的二个图像(例如一左眼图像与一右眼图像)产生对应于一立体图像的深度图像，并传送所述二个图像的色彩图像信息以及所述深度图像的深度信息至一主机，其中所述二个图像是用于合成所述立体图像。因为所述二个图像的色彩图像信息以及所述深度图像的深度信息的信息量很大，所以所述控制器必须利用其所包含的通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)接口输出所述二个图像的色彩图像信息以及所述深度图像的深度信息至所述主机，其中所述通用串行总线接口是一具有较大传输速度但带宽受限的接口。然后所述主机利用一处理器对所述二个图像的色彩图像信息以及所述深度图像的深度信息执行大量运算以计算出所述立体图像中所包含的至少一对象与所述立体图像获取装置之间的距离。

由于所述处理器需要对所述二个图像的色彩图像信息以及所述深度图像的深度信息执行大量运算以计算出所述至少一对象与所述立体图像获取装置之间的距离，所以所述处理器必需具有强大运算能力以及所述主机也需要大容量的内存。如此，所述主机将具有运算负担大、内存的需求大以及功耗大(因为所述通用串行总线接口传输数据时的功耗很大)等缺点。另外，因为所述通用串行总线接口是带宽受限的接口，所以耦接于所述控制器的图像获取单元的数目也会受限。另外，因为工业4.0的标准是整合现有工业相关的技术(也就是工业4.0的标准尽可能将现有工业相关的技术升级)，所以所述通用串行总线接口也不适合工业4.0的标准(因为许多现有技术所公开的输出接口(例如通用异步接收及发射器(universal asynchronous receiver/transmitter,UART)、串行通信端口(COM port)、通用输入/输出(General Purpose Input/Output,GPIO)接口或内部整合电路(Inter-Integrated Circuit,I²C)接口)具有比通用串行总线低的传输速度)。因此，具有所述通用串行总线接口的控制器并非是应用于所述立体图像获取装置的一个好的选择。

技术实现要素：

本发明的一实施例公开一种应用于立体图像获取装置的控制器。所述控制器包含一输入接口、一对象距离产生模块和一输出接口。所述输入接口是用于接收至少二图像，其中所述至少二图像是用于合成一立体图像。所述对象距离产生模块耦接于所述输入接口，用于根据所述至少二图像，计算出所述立体图像中所包含的至少一对象与所述立体图像获取装置之间的距离。所述输出接口耦接于所述对象距离产生模块，用于输出所述至少一对象与所述立体图像获取装置之间的距离至一主机。

本发明的另一实施例公开一种应用于立体图像获取装置的控制器。所述控制器包含一对象距离产生模块和一输出接口。所述对象距离产生模块是用于计算出一立体图像中所包含的至少一对象与所述立体图像获取装置之间的距离，其中所述立体图像是由至少二图像合成。所述输出接口耦接于所述对象距离产生模块，用于输出所述至少一对象与所述立体图像获取装置之间的距离至一主机。

本发明的另一实施例公开一种立体图像获取装置。所述立体图像获取装置包含一光源、至少一图像获取单元、一输入接口、一对象距离产生模块和一输出接口。所述光源是用于发射一预定光图案。所述至少一图像获取单元是用于获取包含所述预定光图案的至少一图像，其中所述至少一图像是用于合成一立体图像。所述输入接口耦接于所述至少一图像获取单元，用于接收所述至少一图像。所述对象距离产生模块耦接于所述输入接口，用于根据所述至少一图像，计算出所述立体图像中所包含的至少一对象与所述立体图像获取装置之间的距离。所述输出接口耦接于所述对象距离产生模块，用于输出所述至少一对象与所述立体图像获取装置之间的距离至一主机，其中所述输出接口的传输速度低于通用串行总线1.0版的传输速度。

本发明公开一种应用于立体图像获取装置的控制器和立体图像获取装置。所述控制器和所述立体图像获取装置是利用一对象距离产生模块根据至少二图像，计算出一立体图像中所包含的至少一对象与所述立体图像获取装置之间的距离，或计算出所述距离以及产生与所述距离有关的信息，以及利用一输出接口输出所述距离，或输出所述距离以及与所述距离有关的信息至一主机。因为对应所述至少二图像的色彩图像信息以及对应所述立体图像的深度图像的深度信息的信息量远大于对应所述距离的信息量，以及也远大于对应与所述距离有关的信息的信息量，所以所述输出接口可以是一具有低传输速度且低带宽的接口。也就是说所述主机并不需要改变现有技术所公开的具有低传输速度且低带宽的输入接口即可由所述输出接口接收对应所述距离的信息，或接收所述距离的信息以及与所述距离有关的信息。由于所述主机仅由所述输出接口接收对应所述距离的信息，或接收所述距离的信息以及与所述距离有关的信息，所以所述主机并不需要具有强大运算能力的处理器和大容量的内存。如此，所述控制器可降低所述主机的运算负担、内存的需求以及功耗。另外，因为所述输出接口是一具有低带宽的接口，所以耦接于所述控制器的图像获取单元的数目可较现有技术多。

附图说明

图1是本发明的第一实施例所公开的一种应用于立体图像获取装置的控制器的示意图。

图2是说明对应于所述立体图像的深度图像的示意图。

图3是说明对象中的预定点的示意图。

图4是说明对象包含的预定区块的示意图。

图5是本发明的第二实施例所公开的一种立体图像获取装置的示意图。

图6是说明包含所述预定光图案的图像的示意图。

其中，附图标记说明如下：

100 控制器

102、1122 输入接口

104 对象距离产生模块

106 输出接口

108 第一图像获取单元

110 第二图像获取单元

1042 深度图引擎

1044 对象距离测量单元

112 主机

200 对象

500 立体图像获取装置

502 光源

DI 深度图像

FI 第一图像

IM 图像

PP1-PP7 预定点

PB1-PB6 预定区块

SI 第二图像

具体实施方式

请参照图1，图1是本发明的第一实施例所公开的一种应用于立体图像获取装置的控制器100的示意图。如图1所示，控制器100包含一输入接口102、一对象距离产生模块104、一输出接口106，其中对象距离产生模块104包含一深度图引擎1042和一对象距离测量单元1044，对象距离产生模块104的深度图引擎1042耦接于输入接口102，对象距离测量单元1044耦接于深度图引擎1042，以及输出接口106耦接于对象距离产生模块104的对象距离测量单元1044。如图1所示，输入接口102可接收一第一图像获取单元108所获取的一第一图像FI以及一第二图像获取单元110所获取的一第二图像SI，其中第一图像FI以及第二图像SI是用于合成一立体图像。但本发明并不受限于输入接口102仅耦接第一图像获取单元108以及第二图像获取单元110，也就是说输入接口102可耦接至少二图像获取单元。

另外，对象距离产生模块104还包含一同步单元、一图像处理器及一校正器。所述同步单元可输出一第一同步信号至第一图像FI以及一对应的第二同步信号至第二图像SI(如此所述图像处理器可根据第一同步信号和对应的第二同步信号，一起处理第一图像FI和第二图像SI)，其中第一图像FI是一左眼图像，以及第二图像SI是一右眼图像。在所述图像处理器在接收第一图像FI和第二图像SI后，所述图像处理器可分别对第一图像FI和第二图像SI执行一图像处理，其中所述图像处理是色彩空间转换，调整亮度，调整分辨率，消除噪声，强化边缘，内插和对比度调整的组合之一。另外，所述校正器可分别对第一图像FI和第二图像SI执行一校正处理，其中所述校正处理包含一色彩空间校正和一组装校正的组合之一。因为所述同步单元、所述图像处理器及所述校正器都是本技术领域的技术人员所通知的，所以所述同步单元、所述图像处理器及所述校正器并未绘示于图1。

在所述图像处理器对第一图像FI和第二图像SI执行所述图像处理，以及所述校正器对第一图像FI和第二图像SI执行所述校正处理后，深度图引擎1042可第一图像FI和第二图像SI，产生对应于所述立体图像的深度图像DI(如图2所示)，其中深度图像DI包含一对象200。但本发明并不受限于深度图像DI仅包含对象200。在深度图引擎1042根据第一图像FI和第二图像SI产生对应于所述立体图像的深度图像DI后，对象距离测量单元1044可根据深度图像DI，计算出对象200与所述立体图像获取装置之间的距离，其中对象200与所述立体图像获取装置之间的距离是对象200中的至少一预定点与所述立体图像获取装置之间的距离。例如，如图3所示，对象200与所述立体图像获取装置之间的距离是对象200中的预定点PP1-PP7与所述立体图像获取装置之间的距离。另外，在本发明的另一实施例中，如图4所示，对象200与所述立体图像获取装置之间的距离是对象200包含的6个预定区块PB1-PB6与所述立体图像获取装置之间的平均距离。另外，在本发明的另一实施例中，如图4所示，对象200与所述立体图像获取装置之间的距离是对象200包含的6个预定区块PB1-PB6与所述立体图像获取装置之间的最小距离。例如对象200与所述立体图像获取装置之间的距离是对象200包含的6个预定区块PB1-PB6中的预定区块PB1与所述立体图像获取装置之间的距离。另外，在本发明的另一实施例中，当所述立体图像获取装置应用于一台汽车且对象200是另一台汽车时，对象距离测量单元1044不仅可根据深度图像DI，计算出对象200与所述立体图像获取装置之间的距离(也就是所述另一台汽车与所述汽车之间的距离)，也可产生与对象200与所述立体图像获取装置之间的距离有关的信息。例如当对象200与所述立体图像获取装置之间的距离小于一预定距离时，对象距离测量单元1044不仅可计算出对象200与所述立体图像获取装置之间的距离，也可产生一警告信息给所述汽车的用户以警告所述用户对象200与所述立体图像获取装置之间的距离已经小于所述预定距离，所以所述汽车与所述另一台汽车有可能发生碰撞。

在对象距离测量单元1044计算出对象200与所述立体图像获取装置之间的距离后，输出接口106可用于输出对象200与所述立体图像获取装置之间的距离，或输出对象200与所述立体图像获取装置之间的距离以及与对象200与所述立体图像获取装置之间的距离有关的信息至一主机112(如图1所示)，其中输出接口106可为一通用异步接收及发射器(universal asynchronous receiver/transmitter,UART)、一串行通信端口(COM port)、一通用输入/输出(General Purpose Input/Output,GPIO)接口或一内部整合电路(Inter-Integrated Circuit,I²C)接口，且输出接口106的传输速度低于通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)1.0版的传输速度(183.1KB/s)。例如，输出接口106的传输速度是64KB/s，但本发明并不受限于输出接口106的传输速度是64KB/s。也就是说输出接口106是一具有低传输速度且带宽没有通用串行总线限制的接口。另外，如图1所示，主机112具有一对应于输出接口106的一输入接口1122。

因为对象距离产生模块104已经利用深度图引擎1042和对象距离测量单元1044通过大量运算产生对象200与所述立体图像获取装置之间的距离，或产生对象200与所述立体图像获取装置之间的距离以及与对象200与所述立体图像获取装置之间的距离有关的信息，所以输出接口106并不需要传送对应第一图像FI和第二图像SI的色彩信息以及深度图像DI的深度信息，其中对应第一图像FI和第二图像SI的色彩信息以及深度图像DI的深度信息的信息量远大于对象200与所述立体图像获取装置之间的距离的信息量。因为对应第一图像FI和第二图像SI的色彩图像信息以及深度图像DI的深度信息的信息量远大于对应对象200与所述立体图像获取装置之间的距离的信息量，以及也远大于对应与对象200与所述立体图像获取装置之间的距离有关的信息的信息量，所以输出接口106可以是一具有低传输速度且低带宽的接口。因此，输入接口1122也可以是一具有低传输速度且低带宽的接口。也就是说耦接于控制器100的主机112并不需要改变现有技术所公开的具有低传输速度且低带宽的输入接口1122即可由控制器100的输出接口106接收对应对象200与所述立体图像获取装置之间的距离的信息，或接收对象200与所述立体图像获取装置之间的距离的信息以及与对象200与所述立体图像获取装置之间的距离有关的信息。由于主机112仅由控制器100的输出接口106接收对应对象200与所述立体图像获取装置之间的距离的信息，或接收对象200与所述立体图像获取装置之间的距离的信息以及与对象200与所述立体图像获取装置之间的距离有关的信息，所以主机112并不需要具有强大运算能力的处理器和大容量的内存。如此，控制器100可降低主机112的运算负担、内存的需求以及功耗。另外，因为输出接口106是一具有低带宽的接口，所以耦接于控制器100的图像获取单元的数目可较现有技术多。

另外，在本发明的另一实施例中，控制器100、第一图像获取单元108以及第二图像获取单元110可整合成所述立体图像获取装置。

请参照图5，图5是本发明的第二实施例所公开的一种立体图像获取装置500的示意图。如图5所示，立体图像获取装置500包含控制器100、第一图像获取单元108和一光源502，其中光源502是用于发射一预定光图案，且所述预定光图案是一条纹光图案。但本发明并不受限于所述预定光图案是一条纹光图案。如图5所示，第一图像获取单元108是用于获取包含所述预定光图案的一图像IM(如图6所示)，其中包含所述预定光图案的图像IM是用于合成一立体图像。因为第一图像获取单元108是用于获取包含所述预定光图案的图像IM，所以输入接口102是用于接收图像IM并传送图像IM至对象距离产生模块104。另外，因为图像IM包含所述预定光图案，所以深度图引擎1042可根据图像IM，产生对应于所述立体图像的深度图像DI(如第2图所示)，以及对象距离测量单元1044可根据深度图像DI，计算出对象200与立体图像获取装置500之间的距离。另外，对象距离产生模块104的其余操作原理和输出接口106的操作原理可参照上述图1-4的相关说明，在此不再赘述。

综上所述，本发明所公开的控制器和立体图像获取装置是利用所述对象距离产生模块根据至少二图像，计算出一立体图像中所包含的至少一对象与所述立体图像获取装置之间的距离，或计算出所述距离以及产生与所述距离有关的信息，以及利用所述输出接口输出所述距离，或输出所述距离以及与所述距离有关的信息至所述主机。因为对应所述至少二图像的色彩图像信息以及对应所述立体图像的深度图像的深度信息的信息量远大于对应所述距离的信息量，以及也远大于对应与所述距离有关的信息的信息量，所以本发明所公开的控制器包含的输出接口可以是一具有低传输速度且低带宽的接口。也就是说所述主机并不需要改变现有技术所公开的具有低传输速度且低带宽的输入接口即可由所述控制器的输出接口接收对应所述距离的信息，或接收所述距离的信息以及与所述距离有关的信息。由于所述主机仅由所述控制器的输出接口接收对应所述距离的信息，或接收所述距离的信息以及与所述距离有关的信息，所以所述主机并不需要具有强大运算能力的处理器和大容量的内存。如此，所述控制器可降低所述主机的运算负担、内存的需求以及功耗。另外，因为所述输出接口是一具有低带宽的接口，所以耦接于所述控制器的图像获取单元的数目可较现有技术多。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。