背景

立體視覺涉及通過從兩個不同視角比較關(guān)于場景的信息來從圖像中提取三維信息。傳統(tǒng)立體算法被用于根據(jù)彩色圖像生成深度圖。

概述

本文描述和要求保護(hù)的實現(xiàn)通過使相干光束通過偽隨機(jī)漫射器元件來生成結(jié)構(gòu)化光圖案。來自偽隨機(jī)漫射器元件的光輸出被中繼光學(xué)器件空間濾波并投射。經(jīng)投射和空間濾波的光可被適當(dāng)?shù)墓飧袦y裝置檢測到，并被用于為二維圖像中的物體計算第三維度。

在一個實現(xiàn)中，系統(tǒng)包括被配置成接收相干光輸入并輸出中間光斑照明的偽隨機(jī)漫射器元件。中繼光學(xué)器件被定位成從偽隨機(jī)漫射器元件接收中間光斑照明。中繼光學(xué)器件空間濾波中間光斑照明以生成輸出光斑照明。

提供本概述以便以簡化的形式介紹以下在詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的一些概念。本概述并不旨在標(biāo)識所要求保護(hù)主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保護(hù)主題的范圍。

本文還描述和列舉了其他實現(xiàn)。

附圖簡述

圖1例示出了包括被配置成生成三維場景的深度圖的多媒體系統(tǒng)的示例多媒體環(huán)境。

圖2例示出了用于將結(jié)構(gòu)化光圖案投射到三維場景的示例圖案投射儀。

圖3例示出了用于將結(jié)構(gòu)化光圖案投射到三維場景的另一示例圖案投射儀。

圖4例示出了用于主動深度感測的示例捕捉設(shè)備。

圖5例示出了用于主動深度感測的示例操作。

圖6例示了可以對實現(xiàn)所描述的技術(shù)有用的示例系統(tǒng)。

詳細(xì)描述

傳統(tǒng)立體算法在其有效性上受限于場景中相關(guān)特征的數(shù)量以及諸如場景中的亮度恒定之類的假設(shè)兩者。

結(jié)構(gòu)化紅外(ir)圖案被投射到場景上并被單個ir相機(jī)拍攝?；诠鈭D案的形變，關(guān)于底層視頻場景的幾何形狀信息可被確定并被用于生成深度圖。在一些情況下，使用衍射光學(xué)元件(doe)來生成結(jié)構(gòu)化光圖案。然而，目前的doe制造工藝對可達(dá)到的分辨率和景深施加了難以逾越的限制。

如上文所描述的，在一些立體視覺技術(shù)中，結(jié)構(gòu)化光圖案被用于從場景中提取幾何形狀。然而，這些技術(shù)的深度圖分辨率受限于各個被投射的光特征(例如點或其他圖案)的密度和分辨率。“深度圖”指的是例如常用于三維計算機(jī)圖形應(yīng)用的圖像，其包含有關(guān)于從相機(jī)視角到三維場景中的物體的表面的距離的信息。與目前可用于主動深度感測的其他技術(shù)相比，本文所公開的技術(shù)便于生成具有增加的特征分辨率、密度和視野的可投射的結(jié)構(gòu)化光圖案。

圖1例示出了包括被配置成生成三維場景114的深度圖的多媒體系統(tǒng)102的示例多媒體環(huán)境100。多媒體系統(tǒng)102可不限于游戲系統(tǒng)、家庭安全系統(tǒng)、計算機(jī)系統(tǒng)、機(jī)頂盒或被配置成生成周圍環(huán)境的深度圖的任何其他設(shè)備。附加地，多媒體系統(tǒng)102可被用于各種應(yīng)用，包括但不限于游戲應(yīng)用、安全應(yīng)用、軍事應(yīng)用等。用戶104可通過用戶界面106來與多媒體系統(tǒng)102交互，該用戶界面106可包括圖形顯示器、音頻系統(tǒng)以及用于深度感測、目標(biāo)識別、跟蹤等的系統(tǒng)。

多媒體系統(tǒng)102被配置成捕捉和監(jiān)視來自通信地連接到多媒體系統(tǒng)102的各種傳感器的視野內(nèi)的光。在其他組件中，多媒體系統(tǒng)102包括圖案投射儀112，該圖案投射儀將諸如可見光(例如，rgb光)或不可見光(例如，ir光)之類的信號投射到視野(例如，三維場景114)中。信號從視野內(nèi)的物體反射出來并被多媒體系統(tǒng)102中的一個或多個傳感器檢測。因此，多媒體系統(tǒng)102可捕捉由多媒體系統(tǒng)102生成的信號，該信號可被用于生成量化三維場景114中的各種物體的距離的深度圖。

盡管任何數(shù)量的相機(jī)和傳感器可被包括于各種實現(xiàn)中，但是多媒體系統(tǒng)102包括紅外(ir)相機(jī)108和rgb相機(jī)110。多媒體系統(tǒng)102不限于使用ir和rgb相機(jī)，因為許多其它類型的相機(jī)和傳感器可被用于補充主動深度感測操作(諸如在物體和運動檢測中有用的技術(shù))。例如，多媒體系統(tǒng)102的其他實現(xiàn)可以是電傳感器、立體傳感器、掃描激光傳感器、超聲傳感器、毫米波傳感器等一些實現(xiàn)包括獨立地收集用于生成深度圖的數(shù)據(jù)的單個相機(jī)。

在一個實現(xiàn)中，圖案投射儀112將結(jié)構(gòu)化(例如，已知的或預(yù)定的)光圖案116投射到三維場景114內(nèi)的空間。結(jié)構(gòu)化光圖案116具有可被多媒體系統(tǒng)102的至少一個傳感器或相機(jī)檢測的波長。例如，結(jié)構(gòu)化光圖案116可以是可被ir相機(jī)108檢測的紅外光或可被rgb相機(jī)110檢測的可見光。

結(jié)構(gòu)化光圖案116包括經(jīng)由分析多媒體系統(tǒng)102的一個或多個傳感器所捕捉的數(shù)據(jù)而識別的任何數(shù)量的不同圖案或特征。在圖1中，結(jié)構(gòu)化光圖案116是光斑(例如點)圖案。

根據(jù)一個實現(xiàn)，圖案投射儀112包括諸如激光之類的光源，其引導(dǎo)相干光束通過漫射元件以散射光，從而生成具有互隨機(jī)相位的光波。經(jīng)散射的光然后被引導(dǎo)通過空間濾波經(jīng)散射光并將經(jīng)空間濾波的光投射到三維場景114上的中繼光學(xué)器件。當(dāng)被投射的光反射出各種物體時，結(jié)構(gòu)化光圖案116對于多媒體系統(tǒng)102中的一個或多個傳感器而言是可見的。

相機(jī)(例如，ir相機(jī)108或rgb相機(jī)110)捕捉在三維場景114中被反射的結(jié)構(gòu)化光圖案的圖像，并且分析圖像以確定距三維場景114中各種物體的距離。在一個實現(xiàn)中，將在三維場景114中反射的結(jié)構(gòu)化光圖案116的圖像與在不同環(huán)境下被捕捉或生成的結(jié)構(gòu)化光圖案116的所保存的虛擬圖像進(jìn)行比較。例如，虛擬圖像可以是反射自距圖案投射儀112已知距離的平的二維平面(例如，墻壁或屏幕)的結(jié)構(gòu)化光圖案116的圖像。

存在于三維場景114中的對象在結(jié)構(gòu)化光圖案116中創(chuàng)建可測量的失真。例如，當(dāng)從兩個不同的位置觀看時，所投射的特征(例如，點)被預(yù)期成按已知量偏移。即，光特征可能看起來在圖案投射儀112的參考系中呈現(xiàn)第一位置和在ir相機(jī)108的參考系中呈現(xiàn)第二位置。如果光特征被投射到近場對象上，則觀察到的偏移(例如，像素偏移)大于當(dāng)特征被投射到遠(yuǎn)場對象上的偏移。當(dāng)使用各種三角學(xué)原理進(jìn)行分析時，這些在兩個或更多個圖像中的相應(yīng)點之間所觀察到的像素偏移可被用于確定圖案投射儀112與三維場景114中的各種物體之間的深度。

根據(jù)一個實現(xiàn)，多媒體系統(tǒng)102的處理模塊使用上述和/或其他圖像分析技術(shù)來創(chuàng)建三維場景114的深度圖。

rgb相機(jī)110通過獲取三種不同的顏色信號(例如紅、綠、以及藍(lán))來捕捉三維場景114的彩色圖像。在一個實現(xiàn)中，rgb相機(jī)110的輸出為許多應(yīng)用(諸如，自由視角視頻(fvv)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、以及醫(yī)學(xué)成像應(yīng)用)的深度圖提供了有用的補充。多媒體系統(tǒng)102的一些實現(xiàn)不包括rgb相機(jī)110；其他實現(xiàn)包括多個rgb相機(jī)。

盡管在圖1中示出了單個ir相機(jī)(例如，ir相機(jī)108)，但是其他實現(xiàn)包括相對于三維場景114的不同位置處的多個ir相機(jī)。在一個實現(xiàn)中，與rgb相機(jī)108一同鎖定(gen-locked)或同步的兩個不同的ir相機(jī)使得結(jié)構(gòu)化光圖案116的捕捉圖像彼此直接相關(guān)。

圖2例示出了用于將結(jié)構(gòu)化光圖案投射到三維場景214內(nèi)的示例圖案投射儀200。圖案投射儀200包括光源202(例如，激光器)，該光源被定位成引導(dǎo)相干光束204通過偽隨機(jī)漫射器元件206的對置表面。偽隨機(jī)漫射器元件206散射光并在許多具有互隨機(jī)相位的散射波之間創(chuàng)建干涉。偽隨機(jī)漫射器元件206的光輸出在本文中通常被稱為中間光斑照明208。

中間光斑照明208被引導(dǎo)通過中繼光學(xué)器件210，其將輸出光斑照明212投射到圖案投射儀200的視野中的三維場景214內(nèi)的對象(例如，墻壁、家具、人等)上。

然而各種漫射器元件適用于其它實現(xiàn)，偽隨機(jī)漫射器元件206包括透明(或半透明)粗糙表面218，該粗糙表面被設(shè)計成包括將相干光束204以多個角度散射通過粗糙表面218的表面特征(例如，凹陷、凹槽等)。在一個實現(xiàn)中，毛玻璃漫射器可被用作具有粗糙表面的光學(xué)窗口，但是也可使用其它粗糙表面。粗糙表面可通過使用噴砂、反射粒子層壓和/或注入以及其它方法來形成。粗糙表面提供跨表面的一致的漫射圖案。具有較大顆粒粗糙度的較粗糙的表面降低了傳輸效率，但提供了比具有較小顆粒粗糙度的表面更寬的漫射圖案。

表面粗糙度是表面紋理的一種形式。各種粗糙度度量可被用于表征表面的“粗糙度”。輪廓粗糙度參數(shù)(例如，ra,rq,rz,rsk,...)是更常被使用的，盡管面積粗糙度參數(shù)(例如，sa,sq,sz,...)被定義在了iso25178系列中。在所描述的技術(shù)中使用的粗糙度滿足預(yù)期應(yīng)用的傳輸效率和漫射圖案寬度。

使光通過粗糙表面218創(chuàng)建選擇性地省略衍射圖案中的某些空間頻率的預(yù)定衍射圖案(中間光斑照明208)。改變粗糙表面218的特征的粗糙度會改變空間頻率的采樣，更改所得的中間光斑照明208。

在各種實現(xiàn)中，中繼光學(xué)器件210是一起工作以投射并成像輸出光斑照明212的獨立的透鏡或透鏡組件。中繼光學(xué)器件210更改入射光的衍射圖案。因此，中間光斑照明208具有與輸出光斑照明212不同的衍射圖案。

中繼光學(xué)器件210具有多個目的和功能。中繼光學(xué)器件210的一種目的是為了便于將入射光傳送到距光源202相當(dāng)距離處(例如，幾米)的成像空間(例如，三維場景214)。中繼光學(xué)器件210的另一目的是選擇性地濾波中間光斑照明208，并從而提高輸出光斑照明212的圖像的質(zhì)量(例如，分辨率、特征密度、景深等)。

中繼光學(xué)器件210的許多可選擇的屬性決定了空間濾波和其它相干成像效果。例如，中繼光學(xué)器件210的一個可選擇的屬性是f-數(shù)(f-number)。f-數(shù)對應(yīng)于中繼光學(xué)器件210應(yīng)用于中間光斑照明208的空間濾波程度。f-數(shù)中繼光學(xué)器件210可被定制以在選定頻率處提供空間濾波，以便增加輸出光斑照明212的圖像的分辨率和/或景深。

中繼光學(xué)器件210的另一可選擇的屬性是焦距。中繼光學(xué)器件212的焦距決定其上投射有輸出光斑照明212的視野的大小。在一個實現(xiàn)中，輸出光斑照明212被投射到具有使用通?？捎玫难苌涔鈱W(xué)元件(doe)可實現(xiàn)的范圍的兩倍以上的視野上。當(dāng)成像時，輸出光斑照明212還具有超過通常使用doe實現(xiàn)的密度的特征密度。

可為每個單獨系統(tǒng)獨立地調(diào)諧中繼光學(xué)器件210的上述和其他屬性，從而提供輸出光斑照明208的多軸控制。

圖3例示出了用于將結(jié)構(gòu)化光圖案投射到三維場景314內(nèi)的另一示例圖案投射儀300。圖案投射儀300包括光源302(例如，激光器)，該光源將相干光束304側(cè)向耦合到偽隨機(jī)漫射器元件306(如圖所示)的接收表面320。偽隨機(jī)漫射器元件306包括相對于接收表面320旋轉(zhuǎn)約90度的粗糙表面318。粗糙表面318是透明的(或半透明的)并且包括以多個不同角度散射出射光的一些表面特征(例如，凹陷、凹槽等)。

偽隨機(jī)漫射器元件306散射相干光束304以形成中間光斑照明308，然后將該中間光斑照明引導(dǎo)通過中繼光學(xué)器件310。中繼光學(xué)器件310改變中間光斑照明(例如，通過引入用于空間濾波的附加干涉圖案)，并將輸出光斑照明312投射到三維場景314內(nèi)的對象(例如，墻壁、家具、人等)上。

在各種實現(xiàn)中，相干光束304以多種不同的方式被引導(dǎo)(例如，轉(zhuǎn)向)穿過粗糙表面318。在圖3中，偽隨機(jī)漫射器元件306充當(dāng)波導(dǎo)并且包括反射通過粗糙表面318的入射光的反射內(nèi)表面322。

粗糙表面318的粗糙度可對應(yīng)于通過粗糙表面318的光吞吐量的強(qiáng)度。例如，表面粗糙度的降低可對應(yīng)于光吞吐量的增加，而表面粗糙度的增加可對應(yīng)于光吞吐量的降低。

在一個實現(xiàn)中，粗糙表面318具有不均勻的或不對稱的表面紋理，以提供中間光斑照明308的更均勻的分布和亮度。例如，與粗糙表面318的下部(例如，遠(yuǎn)離光源302)相比，粗糙表面318的上部(例如，鄰近光源302的部分)可具有增加的粗糙度。在一個實現(xiàn)中，粗糙表面318的粗糙度隨著距光源的距離的增加而逐漸降低。還構(gòu)想了其他實現(xiàn)。

圖4例示出了用于主動深度感測的示例捕捉設(shè)備400。在其他組件中，捕捉設(shè)備400包括控制捕捉設(shè)備400的各種傳感器的功率、參數(shù)、以及焦點的傳感器管理器402。此外，捕捉設(shè)備400包括使用來自各種傳感器的輸入來計算三維場景的深度圖的深度計算管理器406。盡管傳感器管理器402和深度計算管理器406被示為在捕捉設(shè)備400內(nèi)(例如，以固件來具體化)，但是這些組件中的一個或兩個可被物理地移除出捕捉設(shè)備400。例如，捕捉設(shè)備400可與包括從遠(yuǎn)程存儲器位置執(zhí)行傳感器管理器402和/或深度計算管理器406的處理器的計算系統(tǒng)無線地進(jìn)行通信。

捕捉設(shè)備400進(jìn)一步包括能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)化光圖案投射到成像空間(例如，三維場景)的ir圖案投射儀404。此外，捕捉設(shè)備400包括用于檢測成像空間內(nèi)的結(jié)構(gòu)化光圖案的諸如ir傳感器410和rgb傳感器408之類的一個或多個傳感器。在其他實現(xiàn)中，捕捉設(shè)備400包括一個或多個附加的ir傳感器、rgb傳感器和其他類型的傳感器。在一個實現(xiàn)中，ir傳感器410是在能夠檢測所投射的結(jié)構(gòu)化光圖案的特征的ir光波長下操作的無源紅外(ir)傳感器。ir傳感器410將原始ir圖像數(shù)據(jù)傳送到深度計算管理器406。

rgb傳感器408被配置成獲取rgb傳感器408作為rgb數(shù)據(jù)輸出的紅、綠、以及藍(lán)的顏色信號。傳感器管理器402或另一組件可組合rgb數(shù)據(jù)中的信號以捕捉具有豐富色彩的圖像。在一個實現(xiàn)中，rgb傳感器408和ir傳感器410是一同鎖定或同步的相機(jī)。一同鎖定或同步相機(jī)確保相機(jī)在時間上相干，使得相機(jī)所捕捉的圖像直接相互關(guān)聯(lián)。rgb數(shù)據(jù)可為許多應(yīng)用的深度圖提供有用的補充。

深度計算管理器406標(biāo)識所接收的圖像數(shù)據(jù)和/或被保存在存儲器434中的所保存的圖像數(shù)據(jù)中的對應(yīng)點，并計算不同圖像中的對應(yīng)點之間的偏移。在一個實現(xiàn)中，深度計算管理器406檢索所保存的結(jié)構(gòu)化光圖案的圖像(例如，投射到平面上的圖案的圖像)，并將所保存的圖像與從ir傳感器410接收的原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。深度計算管理器406標(biāo)識原始的和所保存的圖像中的結(jié)構(gòu)化光圖案的相應(yīng)特征之間的像素偏移，并且基于所述像素偏移，在ir傳感器的視野中生成三維場景的深度圖。

在其他實現(xiàn)中，深度計算管理器406基于比較來自相對于ir圖案投射儀404而言處于不同位置處的多個同步相機(jī)(例如，多個ir相機(jī)、rgb相機(jī)等)的圖像數(shù)據(jù)來生成三維場景的深度圖。

圖5例示出了用于生成結(jié)構(gòu)化光斑圖案的示例操作500。生成操作502生成諸如激光束之類的相干光束。在一個實現(xiàn)中，該相干光束是ir光。在其他實現(xiàn)中，相干光束是波長在ir范圍之外的光，諸如可見光、紫外光、微波光等。方向操作504將相干光束引導(dǎo)通過粗糙表面以生成干涉圖案并對該光進(jìn)行空間濾波。

另一方向操作504將經(jīng)空間濾波的光(也被稱為中間光斑照明)引導(dǎo)通過中繼光學(xué)器件。中繼光學(xué)器件執(zhí)行附加的空間濾波并將輸出光斑照明投射到成像空間，諸如包括位于距輸出光斑照明的投射源不同深度處的各物體的房間。

捕捉操作510捕捉輸出光斑照明的圖像，并將成像數(shù)據(jù)發(fā)送到處理器。處理器的比較操作512將所捕捉的圖像數(shù)據(jù)與在不同情況下被捕捉或生成的輸出光斑照明的一個或多個其他圖像進(jìn)行比較。例如，所捕捉的圖像數(shù)據(jù)可與從平的二維平面(例如，墻壁或屏幕)反射的輸出光斑照明的圖像進(jìn)行比較?；谠搱D像比較，生成操作514生成圖像空間的深度圖。

圖6例示了可以對實現(xiàn)所描述的技術(shù)有用的示例系統(tǒng)。圖6的用于實現(xiàn)所述技術(shù)的示例硬件和操作環(huán)境包括諸如游戲控制臺、多媒體控制臺或計算機(jī)20形式的通用計算設(shè)備之類的計算設(shè)備、移動電話、個人數(shù)據(jù)助理(pda)、機(jī)頂盒或其他類型的計算設(shè)備。例如，在圖6的實現(xiàn)中，計算機(jī)20包括處理單元21、系統(tǒng)存儲器22，以及將包括系統(tǒng)存儲器的各種系統(tǒng)組件在操作上耦合到處理單元21的系統(tǒng)總線23。可以有只有一個或可以有一個以上的處理單元21，以便計算機(jī)20的處理器包括單一中央處理單元(cpu)，或常常被稱為并行處理環(huán)境的多個處理單元。計算機(jī)20可以是常規(guī)計算機(jī)、分布式計算機(jī)、或者任何其它類型的計算機(jī)，本發(fā)明不限于此。

系統(tǒng)總線23可以是若干類型的總線結(jié)構(gòu)中的任何一種，包括使用各種總線體系結(jié)構(gòu)中的任何一種的存儲器總線或存儲器控制器、外圍總線，交換結(jié)構(gòu)、點到點連接，以及局部總線。系統(tǒng)存儲器也可以簡稱為存儲器，并包括只讀存儲器(rom)24和隨機(jī)存取存儲器(ram)25?；据斎?輸出系統(tǒng)(bios)26通常存儲在rom24中，包含了諸如在啟動過程中幫助在計算機(jī)20內(nèi)的元件之間傳輸信息的基本例程。計算機(jī)20還包括用于對硬盤(未示出)進(jìn)行讀寫的硬盤驅(qū)動器27、用于對可移動磁盤29進(jìn)行讀寫的磁盤驅(qū)動器28、以及用于對可移動光盤31，如cd-rom、dvd或其它光介質(zhì)進(jìn)行讀寫的光盤驅(qū)動器30。

硬盤驅(qū)動器27、磁盤驅(qū)動器28，以及光盤驅(qū)動器30分別通過硬盤驅(qū)動器接口32、磁盤驅(qū)動器接口33，以及光盤驅(qū)動器接口34連接到系統(tǒng)總線23。驅(qū)動器以及它們相關(guān)聯(lián)的計算機(jī)可讀介質(zhì)為計算機(jī)20提供了計算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序引擎，及其他數(shù)據(jù)的非易失存儲器。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，諸如磁帶盒、閃存卡、數(shù)字視盤、隨機(jī)訪問存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)等等之類的可以存儲可被計算機(jī)訪問的數(shù)據(jù)的任何類型的計算機(jī)可讀介質(zhì)，也可以用于示例操作環(huán)境中。

可以有若干個程序引擎存儲在硬盤、磁盤29、光盤31、rom24或ram25上，包括操作系統(tǒng)35、一個或多個應(yīng)用程序36、其他程序引擎37、以及程序數(shù)據(jù)38。用戶可以通過諸如鍵盤40和定向設(shè)備42之類的輸入設(shè)備向個人計算機(jī)20中輸入命令和信息。其他輸入設(shè)備(未示出)可包括話筒、操縱桿、游戲手柄、圓盤式衛(wèi)星天線、掃描儀等。這些及其他輸入設(shè)備常常通過耦合到系統(tǒng)總線的串行端口接口46連接到處理單元21，但是，也可以通過其他接口，如并行端口、游戲端口或通用串行總線(usb)端口來進(jìn)行連接。監(jiān)視器47或其他類型的顯示設(shè)備也可經(jīng)由諸如視頻適配器48之類的接口被連接到系統(tǒng)總線23。除了監(jiān)視器之外，計算機(jī)還通常包括其他外圍輸出設(shè)備(未示出)，如揚聲器和打印機(jī)。

計算機(jī)20可以使用到一個或多個遠(yuǎn)程計算機(jī)(如遠(yuǎn)程計算機(jī)49)的邏輯連接，在聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中操作。這些邏輯連接由耦合至或者作為計算機(jī)20一部分的通信設(shè)備來實現(xiàn)；本發(fā)明不限于特定類型的通信設(shè)備。遠(yuǎn)程計算機(jī)49可以是另一計算機(jī)、服務(wù)器、路由器、網(wǎng)絡(luò)pc、客戶機(jī)、對等設(shè)備或其他公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，并通常包括上文參考計算機(jī)20所描述的許多或全部元件，雖然在圖6中只示出了存儲器存儲設(shè)備50。圖6中所描繪的邏輯連接包括局域網(wǎng)(lan)51和廣域網(wǎng)(wan)52。這樣的聯(lián)網(wǎng)環(huán)境在辦公室網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)范圍的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)部網(wǎng)和因特網(wǎng)(它們都是各種網(wǎng)絡(luò))中是普遍現(xiàn)象。

當(dāng)用于lan聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中時，計算機(jī)20通過網(wǎng)絡(luò)接口或適配器53(這是一種類型的通信設(shè)備)連接到局域網(wǎng)51。當(dāng)用于wan聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中時，計算機(jī)20通常包括調(diào)制解調(diào)器54、網(wǎng)絡(luò)適配器、一種類型的通信設(shè)備，或用于通過廣域網(wǎng)52建立通信的任何其他類型的通信設(shè)備?；驗閮?nèi)置或為外置的調(diào)制解調(diào)器54經(jīng)由串行端口接口46連接到系統(tǒng)總線23。在聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，參考個人計算機(jī)20所描述的程序引擎，或其某些部分，可以存儲在遠(yuǎn)程存儲器存儲設(shè)備中。可以理解，所示出的網(wǎng)絡(luò)連接只是示例，也可以使用用于在計算機(jī)之間建立通信鏈路的其他裝置和通信設(shè)備。

在一示例實現(xiàn)中，深度管理管理器、傳感器管理器以及其它引擎和服務(wù)可由存儲在存儲器22和/或存儲設(shè)備29或31中并由處理單元21處理的指令來具體化。傳感器信號(例如，可見或不可見光和聲音)、熱信息、深度信息以及其它數(shù)據(jù)可被存儲在存儲器22和/或存儲設(shè)備29或31中作為持久的數(shù)據(jù)存儲。

一個示例系統(tǒng)包括被配置成接收相干光輸入并輸出中間光斑照明的偽隨機(jī)漫射器元件和被定位成從所述偽隨機(jī)漫射器元件接收所述中間光斑照明的中繼光學(xué)器件。中繼光學(xué)器件被配置成空間濾波所述中間光斑照明以生成輸出光斑照明。

公開了任何前述系統(tǒng)的另一示例系統(tǒng)，其中光源被配置成將所述相干光輸入投射通過所述偽隨機(jī)漫射器元件的第一表面，并且所述中間光斑照明將被輸出通過所述偽隨機(jī)漫射器元件的第二相對表面。

公開了任何前述系統(tǒng)的另一示例系統(tǒng)，其中光源被配置成將所述相干光輸入投射通過所述偽隨機(jī)漫射器元件的第一表面，并且所述中間光斑照明將被輸出通過所述偽隨機(jī)漫射器元件的第二相對表面，所述第二表面基本上垂直于所述第一表面來取向。

公開了任何前述系統(tǒng)的另一示例系統(tǒng)，其中所述偽隨機(jī)漫射器元件包括至少一個透明粗糙表面以接收所述相干光輸入。

公開了任何前述系統(tǒng)的另一示例系統(tǒng)，其中所述粗糙表面在鄰近所述相干光輸入源的區(qū)域中具有增加的粗糙度，并且在遠(yuǎn)離所述相干光輸入源的區(qū)域中具有降低的粗糙度。

任何前述系統(tǒng)的另一示例系統(tǒng)進(jìn)一步包括被配置成檢測在三維場景中的物體上所反射的所述輸出光斑照明的傳感器。

任何前述系統(tǒng)的另一示例系統(tǒng)進(jìn)一步包括被配置成基于由所述傳感器收集的數(shù)據(jù)來生成所述三維場景的深度圖的處理器。

公開了任何前述系統(tǒng)的另一示例系統(tǒng)，其中所述相干光輸入由激光生成。

示例方法包括將相干光束引導(dǎo)通過偽隨機(jī)漫射器元件以輸出中間光斑照明，以及將所述中間光斑照明引導(dǎo)通過中繼光學(xué)器件。所述中繼光學(xué)器件空間濾波中間光斑照明以生成輸出光斑照明。

公開了任何前述方法的另一方法，其中光源將所述相干光束投射通過所述偽隨機(jī)漫射器元件的第一表面，并且所述中間光斑照明被輸出通過所述偽隨機(jī)漫射器元件的第二相對表面。

公開了任何前述方法的另一方法，其中光源將所述相干光束投射通過所述偽隨機(jī)漫射器元件的第一表面，并且所述中間光斑照明被輸出通過所述偽隨機(jī)漫射器元件的第二表面，所述第二表面基本上垂直于所述第一表面來取向。

任何前述方法的另一方法，進(jìn)一步包括將所述輸出光斑照明投射到三維場景，并用傳感器檢測在所述三維場景中在物體上所反射的所述輸出光斑照明。

任何前述方法的另一方法，進(jìn)一步包括基于由所述傳感器收集的數(shù)據(jù)來生成所述三維場景的深度圖。

公開了任何前述方法的另一方法，其中將相干光束引導(dǎo)通過偽隨機(jī)漫射器元件進(jìn)一步包括將相干光束引導(dǎo)通過粗糙表面。

公開了任何前述方法的另一方法，其中所述中間光斑照明包括與所述輸出光斑照明不同的光干涉圖案。

公開了任何前述方法的另一方法，其中所述中繼光學(xué)器件具有被選擇用于生成預(yù)定分辨率的所述輸出光斑照明的f-數(shù)。

另一示例系統(tǒng)包括，被定位成從偽隨機(jī)漫射器元件接收光的中繼光學(xué)器件，所述中繼光學(xué)器件對所述光進(jìn)行空間濾波并將經(jīng)空間濾波的光投射到三維場景。被配置成檢測來自所述三維場景的所述經(jīng)空間濾波的光的傳感器。被配置成基于由所述傳感器收集的數(shù)據(jù)來計算所述三維場景的深度圖的處理器。

公開了任何前述系統(tǒng)的另一示例性系統(tǒng)，其中所述光是ir光，并且所述傳感器是ir傳感器。

公開了任何前述系統(tǒng)的另一示例系統(tǒng)，其中所述偽隨機(jī)漫射器元件包括粗糙表面并且改變粗糙表面會改變對所述經(jīng)空間濾波的光的采樣。

公開了任何前述系統(tǒng)的另一示例系統(tǒng)，其中所述粗糙表面包括粗糙度不均勻的區(qū)域。

示例系統(tǒng)包括用于將相干光束引導(dǎo)通過偽隨機(jī)漫射器元件以輸出中間光斑照明的裝置，以及用于將所述中間光斑照明引導(dǎo)通過中繼光學(xué)器件的裝置。所述中繼光學(xué)器件空間濾波中間光斑照明以生成輸出光斑照明。

公開了任何前述系統(tǒng)的另一示例系統(tǒng)，其中光源將所述相干光束投射通過所述偽隨機(jī)漫射器元件的第一表面，并且所述中間光斑照明被輸出通過所述偽隨機(jī)漫射器元件的第二相對表面。

公開了任何前述系統(tǒng)的另一示例系統(tǒng)，其中光源將所述相干光束投射通過所述偽隨機(jī)漫射器元件的第一表面，并且所述中間光斑照明被輸出通過所述偽隨機(jī)漫射器元件的第二表面，所述第二表面基本上垂直于所述第一表面來取向。

任何前述系統(tǒng)的另一示例系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于將所述輸出光斑照明投射到三維場景，并用傳感器檢測在所述三維場景中的物體上所反射的所述輸出光斑照明的裝置。

任何前述系統(tǒng)的另一示例系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于基于由所述傳感器收集的數(shù)據(jù)來生成所述三維場景的深度圖的裝置。

公開了任何前述系統(tǒng)的另一示例系統(tǒng)，其中用于將相干光束引導(dǎo)通過偽隨機(jī)漫射器元件的裝置進(jìn)一步包括用于將相干光束引導(dǎo)通過粗糙表面的裝置。

公開了任何前述系統(tǒng)的另一示例系統(tǒng)，其中所述中間光斑照明包括與所述輸出光斑照明不同的光干涉圖案。

公開了任何前述系統(tǒng)的另一示例系統(tǒng)，其中所述中繼光學(xué)器件具有被選擇用于生成預(yù)定分辨率的所述輸出光斑照明的f-數(shù)。

在討論中，除非另行說明，修改本公開的實施例的特征的條件或關(guān)系特性的諸如“基本上”和“大約”的形容詞應(yīng)被理解為該條件或特性被定義為針對該實施例所意圖的應(yīng)用在該實施例的操作可接受的容差范圍以內(nèi)。

本文所描述的主題的各實現(xiàn)可被實現(xiàn)為一個或多個計算機(jī)系統(tǒng)中的邏輯步驟。本公開主題的邏輯操作可被實現(xiàn)為：(1)在一個或多個計算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行的處理器實現(xiàn)的步驟的序列；以及(2)一個或多個計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的互連機(jī)器或電路模塊。該實現(xiàn)是取決于實現(xiàn)所公開的主題的計算機(jī)系統(tǒng)的性能要求的選擇問題。因此，構(gòu)成本文所描述的所公開的主題的各實施例的邏輯操作被不同地稱為操作、步驟、對象或模塊。此外，應(yīng)該理解，邏輯操作可以以任何順序執(zhí)行、按需添加或忽略，除非明確地聲明，或者按由權(quán)利要求語言固有地要求特定的順序。

以上說明、示例和數(shù)據(jù)提供了對示例性實施例的結(jié)構(gòu)和使用的全面描述。因為可以在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出本發(fā)明的許多實現(xiàn)方式，所以本發(fā)明落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。此外，不同實施例的結(jié)構(gòu)特征可以與另一實現(xiàn)方式相組合而不偏離所記載的權(quán)利要求書。