一种投影仪的深度图像获取方法和装置与流程

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种投影仪的深度图像获取方法和装置。

背景技术：

随着投影触控技术的发展，通过投影仪投影生成的显示图像的分辨率越来越高，并且帧率也越来越高。

在现有技术中，激光扫描投影仪(laserbeamscam，lbs)中增加一颗红外激光器，通过红外激光器可以逐点记录每个像素单元的光运行时间，进一步地可以计算出每个像素单元的深度信息，从而获得一副对应的深度图像。在实际应用中，光传播速度是一定的，待显示图像的分辨率和帧率越高，每个像素单元的显示时间越短。基于单个像素单元显示时间进行深度测量时，由于可用测量时间过短，导致无法获取具有较大深度值的深度图像。

基于此，需要一种获得投影仪投影显示图像具有较大深度值时对应的深度图像的方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种投影仪的深度图像获取方法和装置，能够获得投影仪投影显示图像具有较大深度值时对应的深度图像的方案。

第一方面，本发明实施例提供一种投影仪的深度图像获取方法，该方法包括：

接收针对第m像素单元反馈的第x深度信号；

接收针对第n像素单元反馈的第y深度信号；其中，所述第m像素单元与所述第n像素单元之间间隔的所述像素单元的数量为k，所述第x深度信号与所述第y深度信号之间间隔的所述深度信号的数量为z；

基于第一帧显示图像中接收到的所述第x深度信号和多个所述第y深度信号，生成第一低分辨率深度图像；其中，m、n、x、y、k、z均大于等于1,且k大于z。

第二方面，本发明实施例提供一种投影仪的深度图像获取装置，该装置包括：

接收模块，用于接收针对第m像素单元反馈的第x深度信号；接收针对第n像素单元反馈的第y深度信号；其中，所述第m像素单元与所述第n像素单元之间间隔的所述像素单元的数量为k，所述第x深度信号与第y深度信号之间间隔的深度信号的数量为z；

深度图像生成模块，基于第一帧显示图像中接收到的所述第x深度信号和多个所述第y深度信号，生成第一低分辨率深度图像；其中，m、n、x、y、k均大于等于1,且k大于z。

本发明实施例提供的投影仪的深度图像获取方法和装置，基于同一帧显示图像，通过获取显示图像中部分指定第m像素单元和第n像素单元的深度信号，由多个深度信号共同构成低分辨率深度图像；需要说明的是，这里所说的第m像素单元与第n像素单元之间间隔的像素单元的数量为k(k≥1)，这样就可以确保两个相邻深度信号之间的时间间隔为k+1个像素单元显示时间的总和。通过上述技术方案，使得能够接收反馈的深度信号的时间长度，由原来一个像素单元显示时间延长到k+1个像素单元显示时间，能够实现对具有较大深度值的显示图像的深度值的测量，从而获得所需的深度图像。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种投影仪的深度图像获取方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的第一低分辨率深度图像生成过程示意图；

图3为本发明实施例提供的第二低分辨率深度图像生成过程示意图；

图4为本发明实施例提供的全深度图像生成过程示意图；

图5为本发明实施例提供的投影仪的深度图像获取装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

在投影仪中，增加一颗红外激光器。该红外激光器的红外光可以与投影仪的投影光线同时发射，利用红外光可以测量每个像素单元深度值，从而可以得到整个深度图像。具体来说，每个像素单元的深度值，是根据红外光的飞行时间计算得到的。需要说明的是，针对各个像素单元的红外光的发射顺序与接收顺序要保持一致，换言之，不能出现后发射的红外光早于先发射红外光返回的情况，避免检测信号顺序错误。在一些情况下，如果投影距离比较远，红外光的往返时间也会相应增长，为此，需要延长针对像素单元深度测量的测量周期，例如，间隔4个像素点进行一次测量，换言之，每四个像素单元为一组，为了便于理解，下面举例中假设m为1，n为5，k为4，单个像素单元的显示周期为t。这里所说的红外激光器包括红外发射单元和红外接收单元。

另外，下述各方法实施例中的步骤时序仅为一种举例，而非严格限定。

本发明实施例提供一种投影仪深度图像获取方法，如图1所示为本发明实施例提供的一种投影仪深度图像获取方法的流程示意图。具体步骤包括：

101：接收针对第m像素单元反馈的第x深度信号。

如前文所述，假设m、x均为1，在投影仪投射第一像素单元的同时，红外激光器中的红外发射单元也发出针对第一像素单元的红外光。当红外光接触到能够呈现第一像素单元内容的物体后，红外光返回，被红外接收单元接收，得到针对第一像素单元的第一深度信号。第一深度信号表示第一像素单元的深度值。

102：接收针对第n像素单元反馈的第y深度信号；其中，所述第m像素单元与所述第n像素单元之间间隔的所述像素单元的数量为k，所述第x深度信号与所述第y深度信号之间间隔的所述深度信号的数量为z。

如前文所述，假设n为5,k为4，y为2，在投影仪投射第五像素单元的同时，红外激光器中的红外发射单元也发出针对第二像素单元的红外光。当红外光接触到能够呈现第五像素单元内容的物体后，红外光返回，被红外接收单元接收，得到针对第五像素单元的第二深度信号。第二深度信号表示第五像素单元的深度值。

103：基于第一帧显示图像中接收到的所述第x深度信号和多个所述第y深度信号，生成第一低分辨率深度图像；其中，m、n、x、y、k、z均大于等于1,且k大于z。

在生成深度图像时，根据接收到的深度信号的顺序和对应的深度值，生成第一低分辨率深度图像。根据前文所述实施例，间隔4个像素单元采集一次深度值，得到如图2所示的低分辨率深度图像，在该第一低分辨率深度图像各像素单元对应于第一帧显示图像中的第一像素单元、第五像素单元、第九像素单元等等。低分辨率深度图像，可以理解为深度图像的分辨率低于显示图像的分辨率；在本实施例中，第一低分辨率深度图像的分辨率为第一帧显示图像的分辨率的四分之一。

这里所说的深度信号x和y，是同一帧显示图像中，针对不同像素单元在不同时刻接收的深度信号。若x和y是相邻的两个深度信号，则z为1；对应的像素单元m和n之间间隔数量k大于1。

需要说明的是，在同一帧显示图像中，第m像素单元先于第n像素单元呈现。第x深度信号先于第y深度信号返回。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述接收针对第m像素单元反馈的第x深度信号，具体可以包括：在第一脉冲时刻，触发针对所述第m像素单元的所述第x深度信号；在指定时间段内，接收反馈回的所述第x深度信号。

例如，在第一脉冲时刻，触发投射第一像素单元的同时，触发红外激光器发射红外光，以便能够接收到反馈的表示第一像素单元深度值的第一深度信号。需要说明的是，每个红外光与像素单元的投影触发时刻是保持同步的。

这里所说的指定时间段，可以理解为红外光的触发周期，在本实施例中，假设每个像素单元的显示周期为t，每k个像素单元触发一次红外光。那么，红外光的触发周期t＝t*k。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述接收针对第n像素单元反馈的第y深度信号，具体可以包括：在第二脉冲时刻，触发针对所述第n像素单元的所述第y深度信号；在指定时间段内，接收反馈回的所述第y深度信号；所述第一脉冲时刻与所述第二脉冲时刻之间的时间间隔为k个像素单元显示时间。

需要说明的是，第二脉冲时刻滞后于第一脉冲时刻。若第一脉冲时刻与第二脉冲时刻为相邻时刻，则对应的深度信号x和y也是相邻的两个红外光信号。若第一脉冲时刻与第二脉冲时刻之间还间隔有多个脉冲，则深度信号x与深度信号y之间也间隔有对应数量的深度信号。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述第一帧显示图像的分辨率是所述第一低分辨率深度图像的分辨率的k倍。

如图2所示可以看出，假设深度信号的周期t为像素单元的显示周期t的k倍，换言之，获取显示图像(假设分辨率为w*h)中的1/k个像素单元的深度值，生成的深度图像分辨率为(w/k)*h。

通过上述技术方案，将深度图像中各像素单元的深度值的获取周期延长至像素单元显示周期的k倍，能够获取更远距离的深度图像。但是深度图像的分辨率有所降低。若想要获得较高分辨率的深度图像，可以将多张低分辨率深度图像进行合并，具体方案如下实施例所述：

为了获得较高分辨率的深度图像，在生成第一低分辨率深度图像之后，还可以包括：接收针对第m+a像素单元反馈的第x深度信号；接收针对第n+a像素单元反馈的第y深度信号；其中，所述第m+a像素单元与所述第n+a像素单元之间间隔的所述像素单元的数量为k，基于第a+1帧显示图像中接收到的所述第x深度信号和多个所述第y深度信号，生成第a+1低分辨率深度图像；其中，k≥a≥1。

如前文所述，假设，m为1，a为1，n为5，x为1，y为2，k为4。在基于第一帧显示图像获得对应的第一低分辨率深度图像之后，进一步地，再获得第二低分辨率深度图像。再进一步地，按照上述步骤，依次获取第三低分辨率深度图像、第四低分辨率深度图像(具体获得低分辨率深度图像的数量，由k决定)。具体来说，接收到针对第二像素单元反馈的第一深度信号，然后，接收针对第六像素单元反馈的第二深度信号。生成如图3所示的第二低分辨率深度图像，其中的深度图像像素单元对应于第二显示图像的第二像素单元、第六像素单元、第十像素单元等等。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述接收针对第m+a像素单元反馈的第x深度信号，具体可以包括：在第三脉冲时刻，触发针对所述第m+a像素单元的所述第x深度信号；在指定时间段内，接收反馈回的所述第x深度信号。

需要说明的是，这里所说的第三脉冲时刻与前文所述的第二脉冲时刻不是连续或相邻的时刻，是不同帧画面中的不同时刻。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述接收针对第n+a像素单元反馈的第y深度信号，具体可以包括：在第四脉冲时刻，触发针对所述第n+a像素单元的所述第y深度信号；在指定时间段内，接收反馈回的所述第y深度信号；所述第三脉冲时刻与所述第四脉冲时刻之间的时间间隔为k个像素单元显示时间。

这里所说的第四脉冲时刻滞后于第三脉冲时刻，若第三脉冲时刻与第四脉冲时刻为相邻时刻，则对应的深度信号x和y也是相邻的两个红外光信号。若第三脉冲时刻与第四脉冲时刻之间还间隔有多个脉冲，则深度信号x与深度信号y之间也间隔有对应数量的深度信号。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述第a+1帧显示图像的分辨率是所述第a+1低分辨率深度图像的分辨率的k倍。

如图3所示可以看出，假设深度信号的周期t为像素单元的显示周期t的k倍，换言之，获取显示图像(假设分辨率为w*h)中的1/k个像素单元的深度值，生成的深度图像分辨率为(w/k)*h。

在本发明的一个或者多个实施例中，基于所述第一低分辨率深度图像和k-1个所述第a+1低分辨率深度图像，生成全深度图像；其中，所述第一帧显示图像和/或第a帧显示图像的分辨率与所述全深度图像的分辨率相同。

如前文所述可知，假设k为4，那么，通过将第一低分辨率深度图像、第二低分辨率深度图像、第三低分辨率深度图像和第四低分辨率深度图像进行组合，可以生成全深度图像。如图4所示，由上述四个低分辨率深度图像生成一个全深度图像。该全深度图像与显示图像具有相同的分辨率，都是w*h。因为该全深度图像是由4(由k决定)帧图像共同构成，因此，生成深度图像的帧率相应降低，降低为原来帧率的四分之一(或k分之一)。

基于同样的思路，本发明实施例还提供一种投影仪的深度图像获取装置，如图5所示，该装置包括：

接收模块51，用于接收针对第m像素单元反馈的第x深度信号；接收针对第n像素单元反馈的第y深度信号；其中，所述第m像素单元与所述第n像素单元之间间隔的所述像素单元的数量为k，所述第x深度信号与第y深度信号之间间隔的深度信号的数量为z；

深度图像生成模块52，基于第一帧显示图像中接收到的所述第x深度信号和多个所述第y深度信号，生成第一低分辨率深度图像；其中，m、n、x、y、k均大于等于1,且k大于z。

进一步地，接收模块51，在所述第一脉冲时刻，触发针对所述第m像素单元的所述第x深度信号；

在指定时间段内，接收反馈回的所述第x深度信号。

进一步地，接收模块51，在所述第二脉冲时刻，触发针对所述第n像素单元的所述第y深度信号；

在指定时间段内，接收反馈回的所述第y深度信号；

所述第一脉冲时刻与所述第二脉冲时刻之间的时间间隔为k个像素单元显示时间。

进一步地，所述第一帧显示图像的分辨率是所述第一低分辨率深度图像的分辨率的k倍。

进一步地，接收模块51，用于接收针对第m+a像素单元反馈的第x深度信号；

接收针对第n+a像素单元反馈的第y深度信号；其中，所述第m+a像素单元与所述第n+a像素单元之间间隔的所述像素单元的数量为k，

基于第a+1帧显示图像中接收到的所述第x深度信号和多个所述第y深度信号，生成第a+1低分辨率深度图像；其中，k≥a≥1。

进一步地，接收模块51，在所述第三脉冲时刻，触发针对所述第m+a像素单元的所述第x深度信号；

在指定时间段内，接收反馈回的所述第x深度信号。

进一步地，接收模块51，在所述第四脉冲时刻，触发针对所述第n+a像素单元的所述第y深度信号；

在指定时间段内，接收反馈回的所述第y深度信号；

所述第三脉冲时刻与所述第四脉冲时刻之间的时间间隔为k个像素单元显示时间。

进一步地，所述第a+1帧显示图像的分辨率是所述第a+1低分辨率深度图像的分辨率的k倍。

进一步地，深度图像生成模块52，基于所述第一低分辨率深度图像和k-1个所述第a+1低分辨率深度图像，生成全深度图像；其中，所述第一帧显示图像和/或第a帧显示图像的分辨率与所述全深度图像的分辨率相同。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件和软件结合的方式来实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机产品的形式体现出来，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程坐标确定设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程坐标确定设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程坐标确定设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程坐标确定设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flashram)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitorymedia)，如调制的数据信号和载波。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。