用于主動深度感測的仿射不變空間掩碼的接收的制作方法
【專利摘要】提供一種用于解碼碼字的在接收器裝置上操作的方法。經(jīng)由接收器傳感器獲得復(fù)合代碼掩碼的至少一部分，且將其投影在目標(biāo)對象的表面上。所述復(fù)合代碼掩碼可由代碼層和載體層定義?？捎啥鄠€符號定義可唯一識別的經(jīng)空間譯碼碼字的代碼層。載體層可獨立地確認(rèn)且不同于所述代碼層，且可包含對于投影時的失真穩(wěn)健的多個參考對象?？赡茉谕队爸耙淹ㄟ^合成點擴(kuò)散函數(shù)來預(yù)先塑形代碼層與載體層中的至少一者?？稍谔幚黼娐诽幓谒鰪?fù)合代碼掩碼的所述部分內(nèi)的所述參考對象而調(diào)整所述代碼層的失真。
【專利說明】用于主動深度感測的仿射不變空間掩碼的接收
[0001]相關(guān)申請案的交叉引用
[0002]本專利申請案主張2012年5月24日申請的第61/651，528號美國臨時申請案、2012年5月24日申請的第61/651,529號美國臨時申請案、2012年5月24日申請的第61/651，533號美國臨時申請案、2012年5月24日申請的第61/651，535號美國臨時申請案和2012年6月29日申請的第61/666,405號美國臨時申請案以及2013年3月5日申請的第13/785，939號美國非臨時申請案的優(yōu)先權(quán)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]各種特征涉及主動深度感測，且更具體來說，涉及改善用于深度感測的空間掩碼的俘獲的技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0004]在主動感測中，包括已知圖案的空間掩碼被照亮或投影到場景或?qū)ο笊稀Ｍ队暗綀鼍盎驅(qū)ο笊系膱D案的結(jié)構(gòu)通常編碼所述場景或?qū)ο蟮纳疃刃畔?。接收器傳感器通過其上的空間掩碼俘獲所述場景或?qū)ο蟮膱D像。所俘獲圖像中的空間掩碼內(nèi)的圖案或代碼接著用以確定圖像中的場景或?qū)ο蟮纳疃取４松疃刃畔⒖捎靡岳缰亟?gòu)場景或?qū)ο蟮?維表
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[0005]大多數(shù)場景或?qū)ο缶哂胁煌疃?，從而?dǎo)致空間掩碼中的圖案的失真。即，在空間掩碼投影到場景或?qū)ο笊蠒r，場景或?qū)ο蟮那€、深度、形狀致使投影到其上的圖案的若干部分變得失真。此類失真往往會使得不能夠準(zhǔn)確地識別空間掩碼的圖案。
[0006]因此，需要正確地辨識可能在各種條件下已失真的空間代碼的解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]提供一種用于解碼碼字的在接收器裝置上操作的方法。經(jīng)由接收器傳感器獲得投影在目標(biāo)對象的表面上的復(fù)合代碼掩碼的至少一部分。所述復(fù)合代碼掩碼可由代碼層和載體層定義。在一個實例中，可在紅外線光譜中俘獲所述復(fù)合代碼掩碼。所述代碼層可為由多個符號定義的可唯一識別的經(jīng)空間譯碼碼字的代碼層。
[0008]所述代碼層可包括nl乘n2個二進(jìn)制符號，其中nl和n2為大于二的整數(shù)。在一個實例中，所述代碼層的符號可在至少一個維度中交錯。
[0009]所述載體層可獨立地確認(rèn)且不同于所述代碼層，且可包含對于投影時的失真穩(wěn)健的多個參考對象。在一個實例中，所述載體層參考對象可包括用其間的保護(hù)間隔同等地隔開的多個參考條帶。所述參考條帶與所述保護(hù)間隔可具有不同寬度。相對于保護(hù)間隔寬度的每一參考條帶的寬度可通過發(fā)射器裝置和/或接收器裝置的預(yù)期光學(xué)擴(kuò)散而確定。在復(fù)合代碼掩碼的一個實例中，每一符號可為不同于參考對象的兩個灰階陰影中的一者中的線段。
[0010]可能在投影之前已通過合成點擴(kuò)散函數(shù)來預(yù)先塑形代碼層與載體層中的至少一者?？稍谔幚黼娐诽幓趶?fù)合代碼掩碼的所述部分內(nèi)的參考對象而調(diào)整代碼層的失真。
[0011]對代碼層與載體層中的至少一者的預(yù)先塑形可增大復(fù)合代碼掩碼投影期間的功率效率，使得與未經(jīng)塑形復(fù)合代碼掩碼相比，接收器傳感器感知到更多功率。所使用的合成點擴(kuò)散函數(shù)可基于以下各者中的至少一者而選自多個點擴(kuò)散函數(shù):(a)將經(jīng)由其投影復(fù)合代碼掩碼的預(yù)期信道條件，(b)復(fù)合代碼掩碼投影到其上的表面的特性，和/或(C)將接收所投影復(fù)合代碼掩碼的接收器傳感器的靈敏度。合成點擴(kuò)散函數(shù)可基于以下各者中的至少一者而選自多個點擴(kuò)散函數(shù):(a)對將投影復(fù)合代碼掩碼的投影儀的第一信道響應(yīng)；和/或(b)對從將投影復(fù)合代碼掩碼的投影儀到將接收復(fù)合代碼掩碼的接收器傳感器的路徑的第二通道響應(yīng)。
[0012]可基于以下各者獲得對應(yīng)于窗口的目標(biāo)對象的表面部分的深度信息:(a)復(fù)合代碼掩碼的單個投影，和/或(b)窗口相對于已知參考代碼掩碼的位移。
[0013]同樣，提供一種用于接收所投影復(fù)合代碼掩碼的接收器裝置。所述接收器裝置可包含接收器傳感器和處理電路。所述接收器傳感器可用以俘獲投影在目標(biāo)對象的表面上的復(fù)合代碼掩碼的至少一部分。所述復(fù)合代碼掩碼可由代碼層和載體層定義。所述代碼層可包含由多個符號定義的可唯一識別的經(jīng)空間譯碼碼字的代碼層。所述載體層可獨立地確認(rèn)且不同于所述代碼層，且包含對于投影時的失真穩(wěn)健的多個參考對象?？赡茉谕队爸耙淹ㄟ^合成點擴(kuò)散函數(shù)來預(yù)先塑形代碼層與載體層中的至少一者。所述處理電路可用以基于復(fù)合代碼掩碼的所述部分內(nèi)的參考對象而調(diào)整代碼層的失真。所述處理電路還可經(jīng)調(diào)適以基于以下各者獲得對應(yīng)于窗口的目標(biāo)對象的表面部分的深度信息:(a)復(fù)合代碼掩碼的單個投影，和/或(b)窗口相對于已知參考代碼掩碼的位移。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]可在結(jié)合圖式閱讀時從下文闡述的詳細(xì)描述明白各種特征、本質(zhì)及優(yōu)點，在圖式中，相同參考字符始終對應(yīng)地進(jìn)行識別。
[0015]圖1說明示范性主動感測系統(tǒng)，其中使用已知圖案來照亮場景或?qū)ο笄耀@得借以從2維圖像和/或信息產(chǎn)生3維信息的深度信息。
[0016]圖2說明用于主動感測的另一示范性系統(tǒng)，其中從2維(2D)圖像或信息建構(gòu)3維(3D)場景。
[0017]圖3說明可如何感測對象或場景的深度。
[0018]圖4說明為準(zhǔn)確識別所投影代碼時的問題的投影失真的實例。
[0019]圖5說明投影失真的另一實例。
[0020]圖6說明用于主動感測的典型空間譯碼所遇到的失真問題的實例。
[0021]圖7說明用于主動感測的典型空間譯碼是遇到的失真問題的另一實例。
[0022]圖8說明對空間譯碼時的失真問題的解決方案。
[0023]圖9說明可如何在形狀經(jīng)調(diào)制載體內(nèi)表示二進(jìn)制碼字。
[0024]圖10說明使用載體層和代碼層的代碼微結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
[0025]圖11(包括圖1lA和11B)說明使用載體層和代碼層的代碼微結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
[0026]圖12說明使用三個灰階等級(例如，黑色、白色和灰色)的第一復(fù)合代碼掩碼。
[0027]圖13說明使用兩個灰階等級(例如，黑色和白色)的第二復(fù)合代碼掩碼。
[0028]圖14說明具有正弦塑形的使用兩個灰階等級(例如，黑色和白色)的第三復(fù)合代碼掩碼。
[0029]圖15說明使用兩個灰階等級(例如，黑色和白色)的第四復(fù)合代碼掩碼。
[0030]圖16說明圖15中的第四復(fù)合代碼掩碼的一部分。
[0031]圖17說明載體層與代碼層的組合以及復(fù)合代碼掩碼的變換。
[0032]圖18說明所接收代碼掩碼的分解以及所接收代碼掩碼的對準(zhǔn)或調(diào)整以獲得原始代碼層。
[0033]圖19說明可如何將所發(fā)射代碼掩碼投影在造成所接收代碼掩碼變換或失真的表面上的實例。
[0034]圖20說明可如何進(jìn)一步拓寬圖9的空間譯碼實例以包含空間調(diào)幅的實例。
[0035]圖21是說明用于產(chǎn)生復(fù)合掩碼代碼的掩碼產(chǎn)生裝置的框圖。
[0036]圖22說明如何產(chǎn)生抗仿射變換的復(fù)合代碼掩碼的實例。
[0037]圖23說明用于產(chǎn)生碼字和復(fù)合代碼掩碼的示范性方法。
[0038]圖24是說明可經(jīng)配置以產(chǎn)生復(fù)合代碼掩碼和/或投影此類復(fù)合代碼掩碼的發(fā)射器裝置的實例的框圖。
[0039]圖25說明用于投影復(fù)合代碼掩碼的方法。
[0040]圖26是說明可經(jīng)配置以從復(fù)合代碼掩碼獲得深度信息的接收器裝置的實例的框圖。
[0041]圖27是說明接收器裝置的示范性操作的框圖。
[0042]圖28說明用于解碼抗仿射變換的復(fù)合代碼掩碼內(nèi)的所俘獲碼字的示范性方法。
[0043]圖29說明用于從所俘獲代碼掩碼獲得深度圖的方法。
[0044]圖30說明碼字分離如何指示碼本基元重復(fù)使用距離。
[0045]圖31說明碼本基元的重復(fù)使用距離與對象大小之間的關(guān)系。
[0046]圖32是說明用于通過重復(fù)使用碼本基元來建構(gòu)代碼掩碼的示范性方法的流程圖。
[0047]圖33說明可如何將點擴(kuò)散函數(shù)應(yīng)用于對象以獲得圖像的實例。
[0048]圖34A說明空間域中的代碼掩碼載體的載體條帶。
[0049]圖34B說明空間-頻率域中的所得載體條帶在其已經(jīng)由發(fā)射信道傳播之后的實例。
[0050]圖35A說明可如何將合成點擴(kuò)散函數(shù)應(yīng)用于載體條帶以預(yù)先塑形空間域中的載體條帶。
[0051]圖35B說明空間-頻率域中的所得經(jīng)預(yù)先塑形載體條帶在其已經(jīng)由發(fā)射信道傳播之后的實例。
[0052]圖36說明可得到一組點擴(kuò)散函數(shù)，可從其中選擇一個PSF以對代碼掩碼載體在發(fā)射之前進(jìn)行預(yù)先塑形。

【具體實施方式】
[0053]在以下描述中，給出特定細(xì)節(jié)以提供對實施例的透徹理解。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下實踐所述實施例。舉例來說，可以框圖展示電路以便避免以不必要的細(xì)節(jié)混淆所述實施例。在其它情況下，可不詳細(xì)展示熟知電路、結(jié)構(gòu)和技術(shù)以便不混淆所述實施例。
[0054]本文中使用詞語“示范性”意指“充當(dāng)實例、例子或說明”。本文中描述為“示范性”的任何實施方案或?qū)嵤├幢貞?yīng)解釋為比其它實施例優(yōu)選或有利。同樣，術(shù)語“實施例”不要求所有實施例均包含所論述的特征、優(yōu)點或操作模式。
[0055]概沭
[0056]第一特征通過組合載體層(具有參考標(biāo)記)與代碼層(具有唯一碼字)而提供對失真不變的空間掩碼。所述載體層提供參考標(biāo)記(例如，處于已知定向的條帶)，其允許校正代碼層的失真(例如，偏斜、旋轉(zhuǎn)、壓縮、伸長、傾斜，等)且因此允許接收器正確地識別碼字。
[0057]根據(jù)第二特征，提供緊湊的碼字結(jié)構(gòu)和碼本。緊湊的碼字結(jié)構(gòu)是合乎需要的，因為其準(zhǔn)許確認(rèn)深度時的較大粒度。然而，碼字應(yīng)足夠大以避免分段。另外，較小碼本準(zhǔn)許較快地使經(jīng)取樣碼字與碼本中的可能碼字相關(guān)?？赏ㄟ^將碼字定義為定義代碼層的至少一個軸線或方向上的唯一碼字的重疊窗口(kl乘k2符號窗口 )來實現(xiàn)這些目標(biāo)。
[0058]根據(jù)第三特征，可通過使代碼基元在代碼掩碼內(nèi)復(fù)制或重復(fù)一或多次來產(chǎn)生代碼掩碼。碼本基元可被定義為nl乘n2符號結(jié)構(gòu)內(nèi)的多個經(jīng)空間譯碼且唯一的碼字?？蓮乃锌赡艽a字的子組(例如，nl乘n2符號結(jié)構(gòu)內(nèi)的可能的符號組合)定義此類碼本基元?？山又ㄟ^將碼本基元在代碼掩碼中重復(fù)使用X次來產(chǎn)生代碼掩碼。
[0059]示范件操作環(huán)塏
[0060]圖1說明示范性主動感測系統(tǒng)，其中使用已知圖案來照亮場景或?qū)ο笄耀@得借以從2維圖像和/或信息產(chǎn)生3維信息的深度信息。可在此類示范性主動感測系統(tǒng)內(nèi)實施本文所述的一或多個方面和/或特征。此處，發(fā)射器102經(jīng)由代碼掩碼104 (例如，具有代碼的圖像)投影光場以將碼字投影到對象或場景106上。接收器108俘獲所投影代碼掩碼110和其中的碼字。此實例說明如何將代碼掩碼104的區(qū)段/部分/窗口 112投影(作為區(qū)段/部分/窗口 114)到對象或場景106的表面(例如，所投影區(qū)段/部分/窗口 116)上。所投影區(qū)段/部分/窗口 116可接著由接收器108俘獲為所俘獲片段118。區(qū)段/部分/窗口 112可用作可唯一地識別的碼字。因此，通過以此方式用唯一碼字覆蓋場景或?qū)ο?06，可識別/標(biāo)記場景或?qū)ο?06的區(qū)段/部分，且可使用此信息用于深度感測。
[0061]從接收器108所俘獲的圖像，可識別場景或?qū)ο?06上的多個片段。每一片段118可在接收器108處唯一地識別，且其相對于其它片段的位置可從經(jīng)譯碼掩碼104的已知圖案確認(rèn)。從每一片段/部分/窗口識別代碼可涉及圖案分段(例如，以解決失真)和所感知片段/部分/窗口到對應(yīng)代碼的解碼。另外，三角測量可應(yīng)用于每一所俘獲片段/部分/窗口以確認(rèn)定向和/或深度。多個此類片段/部分/窗口可經(jīng)組合以將所俘獲圖像圖案拼接在一起。以此方式，可產(chǎn)生場景或?qū)ο?06的深度圖。
[0062]圖2說明用于主動感測的另一示范性系統(tǒng)，其中從2維(2D)圖像或信息建構(gòu)3維(3D)場景。編碼器/形狀調(diào)制器201可用以產(chǎn)生代碼掩碼，所述代碼掩碼接著由發(fā)射器裝置202經(jīng)由發(fā)射信道204投影。所述代碼掩碼可投影到目標(biāo)(例如，場景或?qū)ο?上，且反射光由接收器傳感器205作為圖像(例如，代碼掩碼圖像)而俘獲。在接收器傳感器205(例如，圖1中的接收器108)處，俘獲目標(biāo)(例如，場景或?qū)ο?，且編碼其形狀/深度205?？衫缡褂盟队按a掩碼實現(xiàn)形狀/深度編碼以確認(rèn)深度信息。舉例來說，可解碼206場景或?qū)ο蟮乃@圖像(其包含所投影代碼掩碼)以獲得深度圖208。深度圖208可接著用以呈現(xiàn)、產(chǎn)生和/或提供目標(biāo)的3維版本210a到210e。
[0063]主動感測依賴于能夠從由發(fā)射器裝置202投影于場景或?qū)ο笊系拇a掩碼辨識(在接收器傳感器205和/或解碼器206處)出所有空間代碼(即，碼字)。如果場景或?qū)ο筮^于接近于發(fā)射器/接收器，則場景或?qū)ο蟮谋砻娉山?彎曲，且/或基線參考平面傾斜，代碼在未知的仿射變換下被修改(例如，旋轉(zhuǎn)、偏斜、壓縮、伸長，等)。
[0064]可在圖1和2的示范性環(huán)境內(nèi)實施本文所述的一或多個方面或特征。
[0065]示范件豐動深度感測
[0066]圖3說明可如何感測對象或場景的深度。此處，發(fā)射器裝置302與接收器裝置304處于相同的基線參考平面(例如，透鏡平面305)上。發(fā)射器裝置302將代碼掩碼310經(jīng)由孔徑或透鏡投影到場景或?qū)ο笊稀４颂?，出于說明的目的，所投影片段/部分/窗口 312 (表示碼字)展示為所發(fā)射代碼掩碼310的部分。此代碼片段/部分/窗口 312可在第一距離或第二距離處投影在場景或?qū)ο?06上。接收器裝置304經(jīng)由接收器孔徑俘獲所投影代碼掩碼310 (作為所接收代碼掩碼311)。此處，所發(fā)射代碼掩碼310展示為與所接收代碼掩碼311處于相同傳感器平面307上?？闪私?，當(dāng)場景或?qū)ο?06位于較接近于發(fā)射器裝置302處(例如，距發(fā)射器裝置第一距離)時，所投影片段312出現(xiàn)在距其初始位置距離dl處。同時，當(dāng)場景或?qū)ο?08位于更遠(yuǎn)處(例如，距發(fā)射器裝置第二距離)時，所投影片段/部分/窗口 312出現(xiàn)在距其初始位置距離d2處(其中d2 < dl)。S卩，對象距發(fā)射器/接收器越遠(yuǎn)，所接收的投影片段/部分/窗口在接收器裝置304處距其原始位置越近(例如，傳出投影與傳入投影更為平行)。相反，對象距發(fā)射器/接收器越近，所接收的投影片段/部分/窗口在接收器裝置304處距其原始位置越遠(yuǎn)。因此，所接收與所發(fā)射碼字位置之間的差異給出場景或?qū)ο蟮纳疃?。在一個實例中，此類深度(例如，相對深度)可提供每一像素或成群像素的子組(例如，具有兩個或兩個以上像素的區(qū)域)的深度。
[0067]已構(gòu)想各種類型的調(diào)制和譯碼方案來產(chǎn)生代碼掩碼。這些調(diào)制和譯碼方案包含時間譯碼、空間譯碼,和直接編碼(direct codificat1n)。然而,每一方案都存在缺點。
[0068]在時間譯碼中，圖案連續(xù)地投影到測量表面上(例如，隨時間推移)。此技術(shù)具有高準(zhǔn)確度和分辨率，但不適合于動態(tài)場景。
[0069]在空間譯碼中，信息基于形狀和圖案編碼于局部鄰域中。偽隨機(jī)代碼可基于定義碼本的德布魯因(De-Bruijn)或M陣列(例如，多元強(qiáng)度或色彩調(diào)制)。然而，圖案分段是至關(guān)重要的，且在形狀和圖案失真的情況下不容易實現(xiàn)。
[0070]在直接編碼中，編碼水平和垂直像素坐標(biāo)兩者?？赏ㄟ^單調(diào)相位或強(qiáng)度波形進(jìn)行調(diào)制。然而，此方案需要實施大的碼本。因為在俘獲之后，必須使每一碼字與可能碼字(例如，碼本中的)的所定義組相關(guān)，因此使用碼字的小組(例如，小碼本)是合乎需要的。而且，最小距離小，其造成錯誤。
[0071]投影失真問題
[0072]圖4說明為準(zhǔn)確識別所投影代碼時的問題的投影失真的實例。此處，代碼掩碼片段402已投影在表面404上，表面404和發(fā)射器與接收器之間的基線參考平面406成角度Θ。因此，所接收代碼掩碼片段408存在失真。在接近的范圍處，傾斜表面造成投影失真，其可導(dǎo)致翹曲的圖案、移位到視野外部，和/或代碼混疊。此處說明所接收代碼掩碼片段412的混疊。而且，說明投影失真，其中字“Qualcomm” 414已由于投影變換418而失真416。
[0073]圖5說明投影失真的另一實例。此處，典型代碼掩碼502已投影在表面上，且所接收/所俘獲代碼掩碼504已失真。分布式代碼在分段期間對于投影失真并不穩(wěn)健。準(zhǔn)確的分段需要復(fù)雜的對齊和上下文信息。相關(guān)窗口 508和512用以試圖恢復(fù)原始代碼掩碼。然而，如此處所說明，接收器相關(guān)窗口 512僅俘獲失真的代碼掩碼片段的一部分。
[0074]圖6說明用于主動感測的典型空間譯碼所遇到的失真問題的實例。主動感測依賴于能夠辨識所有空間代碼。如果對象接近于發(fā)射器/接收器且/或平面傾斜，則代碼在未知的仿射變換下被修改。此處，初始代碼602已由于其投影到的對象的表面或平面或歸因于發(fā)射器與接收器未對準(zhǔn)而失真。因此，在一些實例中，所接收代碼604可能比預(yù)期要窄且/或所接收代碼606可能傾斜或歪斜，從而使得難以檢測到正確的代碼。
[0075]圖7說明用于主動感測的典型空間譯碼是遇到的失真問題的另一實例。在這些實例中，說明在空間譯碼中，碼字可能變換成另一有效碼字，因此使得難以進(jìn)行主動感測。舉例來說，第一組鄰近碼字702可投影到致使碼字傾斜的對象平面或表面508上。因此，第一碼字704可能被不正確地檢測為經(jīng)變換碼字706。注意，盡管第一碼字704具有白色條帶繼之以黑色條帶，但經(jīng)變換碼字706大部分為白色，且可誤解為有效碼字。
[0076]示范件復(fù)合代碼掩碼
[0077]圖8說明對空間譯碼時的失真問題的解決方案。在此方法中，可通過重疊在代碼層804上的載體層802來建構(gòu)代碼掩碼。此處，載體層802可包含寬的黑色行806 (即，保護(hù)間隔)，其間具有較細(xì)的白色行808 (即，參考條帶)。細(xì)白色行808 (即，參考條帶)對應(yīng)于代碼層804中的代碼條帶812的位置。載體層802是冗余層，其可經(jīng)提取且用以估計碼字的仿射變換。代碼層804是指定包括代碼掩碼的不同碼字的實際二進(jìn)制圖案。
[0078]圖9說明可如何在形狀經(jīng)調(diào)制載體904內(nèi)表示二進(jìn)制碼字902。經(jīng)調(diào)制載體904可包含代碼/參考條帶906 (例如，主動條帶)和保護(hù)間隔908。載體層902可由主動條帶寬度《I和保護(hù)間隔《2界定。主動條帶寬度wl可通過發(fā)射器上的功率要求而確定。保護(hù)間隔w2可通過發(fā)射器/接收器點擴(kuò)散函數(shù)(PSF)而確定。此處，三態(tài)灰階系統(tǒng)用以表示保護(hù)、“O”和“1”，其中“O”與“I”等級比率可為50%。
[0079]圖10說明使用載體層和代碼層的代碼微結(jié)構(gòu)1002的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。在此實例中，代碼掩碼的大小可為nl X n2，其中nl = 7(垂直)，n2 = 585(水平)，使得總共4095個唯一碼字是可能的。通過使用這些碼字的子組，較小碼本是可能的。較小碼本可為合乎需要的，因為其減小確認(rèn)是否發(fā)現(xiàn)碼字匹配所必須執(zhí)行的比較的數(shù)目。即，可將所接收/所俘獲代碼掩碼與用以確認(rèn)其中的每一碼字的碼本相比較。此類比較可涉及匹配碼本中每一碼字所定義的所接收/所俘獲代碼掩碼的區(qū)域以確認(rèn)匹配(例如，或最接近匹配)。因此，減小碼本的大小(例如，使用少數(shù)碼字)減小發(fā)現(xiàn)碼字匹配所需的比較的數(shù)目，且減少發(fā)現(xiàn)所接收/所俘獲代碼掩碼的碼字匹配的處理資源和/或時間。
[0080]用于碼字的代碼掩碼窗口的大小(例如，kl X k2窗口)可取決于所尋求的最小可檢測對象。舉例來說，代碼掩碼窗口可為h X k2 = 3 X 4符號窗口。因此，窗口大小由最小可檢測對象大小(例如，可檢測對象或特征)和此類對象檢測所發(fā)生的距離來界定。另夕卜，深度分辨率可等于載體間距。保護(hù)間隔為針對未知擴(kuò)散的對策。所選參數(shù)可提供分辨率與檢測之間的平衡。
[0081]代碼結(jié)構(gòu)的設(shè)計影響可實施有效碼字檢測的方式。舉例來說，以下情況將為優(yōu)選的:代碼能夠支持靜態(tài)和動態(tài)場景兩者(例如，在對象處于運動的情況下)，以使得可一次性或在一次投影中部署代碼掩碼。代碼應(yīng)具有高的深度分辨率，其意味著大量碼字。然而，代碼應(yīng)密集地封裝，例如，經(jīng)嵌合碼字必須是唯一的。代碼應(yīng)對于遮擋和跳轉(zhuǎn)邊界為穩(wěn)健的。因此，緊湊的窗口可比細(xì)長的窗口不太可能被破壞。代碼還應(yīng)具有高特征分辨率，以使得可更容易地檢測對象或場景的細(xì)節(jié)(例如，具有小調(diào)制“形狀波形”)。代碼在分段方面還應(yīng)具有低復(fù)雜度(例如，圖案應(yīng)簡單)。代碼對于投影失真應(yīng)為穩(wěn)健的(例如，圖案對于投影變換應(yīng)相對不變)。另外，代碼對于反射率變化和干擾應(yīng)為穩(wěn)健的(例如，調(diào)制應(yīng)僅需要少數(shù)強(qiáng)度等級)。
[0082]圖11(包括圖1lA和11B)說明使用載體層和代碼層的代碼微結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。示范性代碼掩碼1106(例如，符號結(jié)構(gòu))可顯現(xiàn)為多個定向符號(例如，線段)且與載體層組合以產(chǎn)生復(fù)合代碼掩碼1102。每一碼字可由符號窗口(例如，線段)表示。舉例來說，此處表示多個碼字，其中窗口是重疊的。圖1lB說明可如何通過重疊窗口 1108、1110、1112和1114定義多個碼字。
[0083]在一個實施方案中，發(fā)射器和接收器可設(shè)置在相同的水平平面上。代碼層1106歸因于其完美的窗口特性而最大限度地密集，這意味著所有重疊窗口定義唯一代碼(例如，至少對于代碼層的相同列或行)。使窗口在至少一個方向上(例如，水平地)移位一個單位導(dǎo)致唯一碼字。舉例來說，X方向上的碼字可為唯一的。然而，為保持碼本盡可能小(例如，以減少所檢測碼字必須與之相關(guān)以發(fā)現(xiàn)匹配的碼字的數(shù)目)，垂直方向上的碼字不需要是唯一的。舉例來說，在定義具有剛好足夠橫跨代碼層或代碼掩碼的X方向的唯一碼字的碼本之后，可在y方向上重復(fù)所述碼字。這是因為深度信息是從在一個方向(X方向)上感知/俘獲的碼字獲得(如圖3中所示)。因此，在橫向方向(y方向)上具有唯一碼字是不必要的。而且，復(fù)合代碼掩碼1102的寬度可取決于所關(guān)注的對象或場景所位于的距離距離范圍而加以選擇(例如，復(fù)合代碼掩碼的寬度可足夠?qū)捯栽趩蝹€投影中俘獲所關(guān)注的對象或場景)，并且還避免混疊(例如，在復(fù)合代碼掩碼重復(fù)使用碼字的情況下，復(fù)合代碼掩碼應(yīng)足夠?qū)捯员苊庵貜?fù)使用的碼字的錯誤檢測)。
[0084]在替代實施方案中，其中發(fā)射器與接收器可設(shè)置在相同垂直平面上。在此實例中，y方向上的碼字可為唯一的，且X方向上的碼字可重復(fù)。
[0085]在一個實例中，代碼層1106中的二進(jìn)制符號可偽隨機(jī)地布置，以便實現(xiàn)至少一個方向(例如，X方向)上的唯一碼字。在另一實例中，二進(jìn)制符號可經(jīng)布置以便最大化由每一窗口表示的碼字的漢明間距(Hamming distance)。此允許通過基于漢明間距選擇最接近碼字而對所檢測/所俘獲碼字進(jìn)行錯誤校正。
[0086]碼字(如由光學(xué)接收器感知)可用以表示對象(或?qū)ο蟮牟糠?的深度信息，且連同對象的圖像一起作為圖像文件的部分而發(fā)射。舉例來說，對于MxN圖像，圖像文件1104可包含2維圖像信息連同圖像的片段/部分的深度信息(例如，從所檢測碼字產(chǎn)生)。舉例來說，每一碼字可產(chǎn)生為深度以表示2維圖像的plxp2像素窗口。
[0087]圖12、13、14和15說明復(fù)合代碼掩碼的各種實例。
[0088]圖12說明使用三個灰階等級(例如，黑色、白色和灰色)的第一復(fù)合代碼掩碼1200。在此實例中，黑色用于保護(hù)間隔，且白色/灰色用于代碼/參考條帶。
[0089]圖13說明使用兩個灰階等級(例如，黑色和白色)的第二復(fù)合代碼掩碼1300。在此實例中，黑色用于保護(hù)間隔，且白色/黑色用于譯碼/參考條帶。因此，可從用于譯碼的白色條帶(例如，碼字)的存在檢測參考條帶。
[0090]圖14說明具有正弦塑形的使用兩個灰階等級(例如，黑色和白色)的第三復(fù)合代碼掩碼1400。在此實例中，黑色用于保護(hù)間隔，且白色/黑色用于譯碼/參考條帶。因此，可從用于譯碼的白色條帶(例如，碼字)的存在檢測參考條帶。正弦塑形可用以使復(fù)合代碼掩碼1400的元素預(yù)先失真。在此實例中，復(fù)合代碼掩碼的此類預(yù)先失真已導(dǎo)致代碼條帶的模糊和圓化。此類預(yù)先失真可用以補(bǔ)償環(huán)境和/或?qū)ο蟊砻媸д?，由此改善接收器對所投影?fù)合代碼掩碼中的碼字的檢測。
[0091]圖15說明使用兩個灰階等級(例如，黑色和白色)的第四復(fù)合代碼掩碼。在此實例中，黑色用于保護(hù)間隔，且白色/黑色用于譯碼/參考條帶。在此實例中，代碼條帶僅沿著X軸對準(zhǔn),但沿著I軸交錯。
[0092]圖16說明圖15中的第四復(fù)合代碼掩碼1500的部分1502。此處可了解，代碼條帶沿著I軸交錯。使代碼條帶交錯意味著用以定義碼字的條帶在X軸和I軸兩者上都不對準(zhǔn)。如例如從圖13可感知，白色條帶(用于譯碼)沿著X軸和y軸存在對準(zhǔn)(例如，在白色條帶的頂部對準(zhǔn)的情況下，即使當(dāng)白色條帶具有不同長度時也是如此)。相比之下，在圖16中，白色條帶(用于譯碼)僅沿著一個軸線(例如，X軸)對準(zhǔn)但在第二軸線(y軸)上不對準(zhǔn)(例如，白色條帶的頂部或底部都不對準(zhǔn)，改為其跨越代碼掩碼的至少一部分交錯)。
[0093]在不交錯的情況下，存在以下可能性:當(dāng)代碼掩碼投影到具有成角表面的對象上時，失真可造成代碼掩碼的不同部分(例如，非鄰近部分、單獨部分，等)被錯誤地俘獲為碼字。相比之下，通過使白色條帶交錯，檢測到此類錯誤或非所要的碼字的概率顯著縮小。即，圖15和16的替代掩碼布置所述條帶以使得其在至少一個維度或軸線中交錯，從而使得不大可能會檢測到錯誤或非所要的碼字。
[0094]圖17說明載體層與代碼層的組合以及復(fù)合代碼掩碼的變換。載體層1702組合或重疊在代碼層1704上以獲得復(fù)合代碼掩碼1706。作為其在不平坦的或成角的表面上的投影的結(jié)果，復(fù)合代碼掩碼1706可能變換成所俘獲代碼掩碼1708。
[0095]圖18說明所接收代碼掩碼的分解以及所接收代碼掩碼的對準(zhǔn)或調(diào)整以獲得原始代碼層。所接收代碼掩碼1802可能被變換以使得其相對于原始代碼掩碼不對準(zhǔn)。然而，因為使用已知載體層，因此所接收代碼掩碼1802可分解成所接收載體層1804和所接收代碼層1806?？煞治龊?或確認(rèn)所接收載體層1804的仿射變換，方法是將其與原始載體層(圖17中的1702)進(jìn)行比較。以此方式識別載體層的仿射變換之后，可調(diào)整所接收代碼層1806以獲得實質(zhì)上匹配原始代碼層(圖17中的1704)的經(jīng)調(diào)整代碼層1808。
[0096]圖19說明可如何將所發(fā)射代碼掩碼1902投影在造成所接收代碼掩碼1904變換或失真的表面上的實例。如可了解，代碼掩碼1902和1904中的參考條帶1910和1912可用以對準(zhǔn)所接收代碼掩碼1904。
[0097]圖20說明可如何進(jìn)一步拓寬圖9的空間譯碼實例以包含空間調(diào)幅的實例。通過窗口(例如，3x4符號窗口)內(nèi)的多個符號定義碼字2002?？赏ㄟ^根據(jù)不同強(qiáng)度等級(例如，灰階等級或色彩)使用調(diào)幅來區(qū)分每一符號sk與其它符號。此處，強(qiáng)度等級由不同色彩表示。因此，經(jīng)調(diào)幅碼字2004說明由四個(4)類型的符號(al、a2、a3、a4)構(gòu)成的碼字。所得碼字掩碼2006說明如何將經(jīng)調(diào)幅碼字2004映射到具有保護(hù)頻帶的線性載體上。注意，還可通過塑形功能調(diào)制所述載體以改善碼字的發(fā)射和/或接收特性。
[0098]圖21是說明用于產(chǎn)生復(fù)合掩碼代碼的掩碼產(chǎn)生裝置的框圖。掩碼產(chǎn)生裝置2102可包含處理電路2104，所述處理電路2104實施代碼層產(chǎn)生器/選擇器電路2116、載體層產(chǎn)生器/選擇器電路2118、復(fù)合代碼掩碼產(chǎn)生器/選擇器電路2120，和/或預(yù)先塑形電路2122。處理電路2104可耦合到存儲器存儲存儲器/存儲裝置2106和/或有形媒體2108。
[0099]代碼層產(chǎn)生器/選擇器電路2116可經(jīng)配置/經(jīng)調(diào)適以產(chǎn)生代碼層(例如，圖11A、11B、圖20，等)和/或選擇預(yù)先產(chǎn)生的代碼層(例如，存儲在存儲器/存儲裝置2110中)。載體層產(chǎn)生器/選擇器電路2118可經(jīng)配置/經(jīng)調(diào)適以產(chǎn)生載體層(例如，圖9、圖20，等)和/或選擇預(yù)先產(chǎn)生的載體層(例如，存儲在存儲器/存儲裝置2112中)。復(fù)合代碼掩碼產(chǎn)生器/選擇器電路2120可經(jīng)配置/經(jīng)調(diào)適以通過組合代碼層與載體層而產(chǎn)生復(fù)合代碼掩碼且將復(fù)合代碼掩碼2114存儲在存儲器/存儲裝置2106和/或有形媒體2108 (例如，膠片、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲裝置，等)中。另外，預(yù)先塑形電路2122可經(jīng)調(diào)適以預(yù)先塑形代碼層與載體層中的至少一者以補(bǔ)償預(yù)見或預(yù)期信道失真(例如，在信道包含將經(jīng)由其投影復(fù)合代碼掩碼的路徑和/或軌道的情況下)。
[0100]圖22說明如何產(chǎn)生抗仿射變換的復(fù)合代碼掩碼的實例。獲得2202由多個符號定義的可唯一識別的經(jīng)空間譯碼碼字的代碼層。舉例來說，代碼層可包括多個符號或圖形(例如，nl個符號X n2個符號)，如在代碼層804(圖8)中。在一個實例中，代碼層可包括nl乘n2 二進(jìn)制符號，其中nl和n2為大于二的整數(shù)。在一些實施方案中，所述符號或圖形可為兩個灰階陰影(例如，白色和灰色、白色和黑色，等)中的線段，其中所述兩個灰階陰影中的每一者表示“O”或“I”(如在圖9中)。在一個實例中，所述代碼層的符號可在至少一個維度中交錯?？赏ㄟ^為kl個符號乘k2個符號的代碼層上的窗口定義每一碼字，其中kl和k2為大于二的整數(shù)。所述代碼層上沿著至少一個方向的重疊窗口可定義與沿著相同行或列的任何其它窗口不同的唯一碼字。即，每一 kl X k2窗口可沿著特定方向(例如，沿著列或行)在代碼層中僅出現(xiàn)一次。
[0101]還獲得2204載體層，其可獨立地確認(rèn)且不同于代碼層，且包含對投影時的失真穩(wěn)健的多個參考對象。載體層的參考條帶可用其間的保護(hù)間隔同等地隔開。另外，可通過預(yù)期光學(xué)擴(kuò)散確定相對于參考條帶寬度的保護(hù)間隔寬度。在一些實例中，參考條帶可與保護(hù)間隔具有不同寬度(例如，更寬或較窄)?？苫诶缬靡酝队皬?fù)合代碼掩碼的光源的分辨率和/或功率、距所關(guān)注對象的距離和/或接收器分辨率來確定此類預(yù)期光學(xué)擴(kuò)散。
[0102]任選地，可在投影之前通過合成點擴(kuò)散函數(shù)預(yù)先塑形代碼層與載體層中的至少一者2206。在一個實例中，在投影之前通過合成點擴(kuò)散函數(shù)來預(yù)先塑形代碼層與載體層中的至少一者可包含:(a)確認(rèn)將經(jīng)由其投影代碼掩碼的信道的一或多個條件，(b)基于所述一或多個條件獲得所述合成點擴(kuò)散函數(shù)以補(bǔ)償由所述信道造成的失真，和/或(C)將所述合成點擴(kuò)散函數(shù)應(yīng)用到所述代碼層與所述載體層中的所述至少一者。在另一實例中，在投影之前通過合成點擴(kuò)散函數(shù)來預(yù)先塑形代碼層與載體層中的至少一者可包含:(a)獲得補(bǔ)償將經(jīng)由其投影代碼掩碼的信道中的失真的預(yù)先塑形層；和/或(b)將所述預(yù)先塑形層組合為所述復(fù)合掩碼的部分。在又其它實施方案中，發(fā)射器裝置可動態(tài)地執(zhí)行代碼層與載體層中的至少一者的預(yù)先塑形，且組合所述代碼層與載體層以獲得復(fù)合代碼掩碼。
[0103]接著通過組合代碼層與載體層而獲得/產(chǎn)生復(fù)合代碼掩碼2208。舉例來說，組合代碼層與載體層可包含將載體層重疊/疊加在代碼層上使得代碼層符號出現(xiàn)在載體層的參考條帶內(nèi)。即，代碼層符號可用以定義參考條帶的位置。接收器裝置可將符號(例如，譯碼條帶)定位于一或多個灰階等級(不同于保護(hù)間隔)中，由此允許接收器裝置將代碼層與載體層分離或區(qū)分。載體層可準(zhǔn)許接收器在仿射變換下解碼復(fù)合代碼掩碼。注意，在一些實施方案中，復(fù)合代碼掩碼可預(yù)先和/或異地產(chǎn)生且提供到發(fā)射器裝置。在一些情況下，各種不同代碼掩碼(例如，具有不同碼字、經(jīng)配置用于不同距離，等)可經(jīng)產(chǎn)生且提供到發(fā)射器裝置。在其它實施方案中，可通過選擇性地組合載體層(來自一或多個可用載體層)與代碼層(來自一或多個可用代碼層)而在發(fā)射器裝置處動態(tài)地產(chǎn)生復(fù)合代碼掩碼。
[0104]可接著將復(fù)合代碼掩碼存儲在有形媒體上2210。在各種實施方案中，復(fù)合代碼掩碼可存儲在可投影的膠片媒體中，或其可以數(shù)字形式存儲，從而傳送到可以數(shù)字形式配置的媒體(例如，半透明IXD屏幕)。
[0105]在各種實例中，所述有形媒體可包含以下各者中的至少一者:(a)體現(xiàn)所述復(fù)合代碼掩碼的單個膠片媒體；(b)存儲所述代碼層的第一文件媒體和存儲所述載體層的第二膠片媒體；(c)其中存儲所述復(fù)合代碼掩碼的數(shù)字存儲裝置；和/或(d)其中存儲所述代碼層和載體層的數(shù)字存儲裝置。
[0106]隨后，復(fù)合代碼層的至少一部分可投影到對象上以幫助確認(rèn)對象的深度信息。舉例來說，發(fā)射器可使用光將復(fù)合代碼層投影到對象的表面上。復(fù)合代碼掩碼還可顯現(xiàn)為圖像且經(jīng)存儲以用于在對象上的后續(xù)投影。
[0107]在其中發(fā)射器可與接收器處于相同水平參考平面上的一些實施方案中，參考條帶可相對于參考平面處于垂直定向。在其中發(fā)射器可與接收器處于相同垂直參考平面上的其它實施方案中，參考條帶可相對于參考平面處于水平定向。
[0108]圖23說明用于產(chǎn)生碼字和復(fù)合代碼掩碼的示范性方法。多個符號可布置成nl乘n2符號結(jié)構(gòu)，其中nl和n2為整數(shù)值2302?？蓮乃龇柦Y(jié)構(gòu)內(nèi)的不同的重疊kl乘k2窗口定義多個碼字，其中共線且空間上重疊的窗口定義唯一碼字，且所述碼字在符號結(jié)構(gòu)的第一方向上是唯一的，但在垂直于第一方向的第二方向上重復(fù)2304。
[0109]多個所述符號結(jié)構(gòu)可顯現(xiàn)為代碼掩碼，其中選擇兩個鄰近kl乘k2窗口中的符號以便避免所述兩個鄰近kl乘k2窗口中的碼字的碼字混疊2306。代碼掩碼可包含代碼層和獨立且相異的載體層，其中載體層包含對投影時的失真穩(wěn)健的多個參考對象。所述載體層參考對象可包括用其間的保護(hù)間隔同等地隔開的多個參考條帶。每一參考條帶可具有與保護(hù)間隔不同的寬度。相對于保護(hù)間隔寬度的每一參考條帶的寬度可通過發(fā)射器裝置和/或接收器裝置的預(yù)期光學(xué)擴(kuò)散而確定。代碼層的所述多個符號可在至少一個維度中在空間上交錯。不同的重疊kl乘k2窗口可在兩個維度中重疊。
[0110]示范性發(fā)射器裝置
[0111]圖24是說明可經(jīng)配置以產(chǎn)生復(fù)合代碼掩碼和/或投影此類復(fù)合代碼掩碼的發(fā)射器裝置的實例的框圖。發(fā)射器裝置2402可包含耦合到存儲器/存儲裝置的處理電路2404、圖像投影裝置2408，和/或有形媒體2409。
[0112]在第一實例中，發(fā)射器裝置2402可耦合或包含有形媒體2409。有形媒體可定義、包含和/或存儲復(fù)合代碼掩碼2414，所述復(fù)合代碼掩碼包含與載體層組合的代碼層。所述代碼層可包含由多個符號定義的可唯一識別的經(jīng)空間譯碼碼字。所述載體層可獨立地確認(rèn)且不同于所述代碼層，且包含對于投影時的失真穩(wěn)健的多個參考對象。可在投影之前通過合成點擴(kuò)散函數(shù)來預(yù)先塑形代碼層與載體層中的至少一者。
[0113]在第二實例中，處理單元2404可包含代碼層產(chǎn)生器/選擇器2416、載體層產(chǎn)生器/選擇器2418、復(fù)合代碼掩碼產(chǎn)生器/選擇器2420和/或預(yù)先塑形電路2422。代碼層產(chǎn)生器/選擇器2416可選擇預(yù)先存儲的代碼層2410和/或可產(chǎn)生此類代碼層。載體層產(chǎn)生器/選擇器2418可選擇預(yù)先存儲的載體層2412和/或可產(chǎn)生此類載體層。復(fù)合代碼掩碼產(chǎn)生器/選擇器可選擇預(yù)先存儲的復(fù)合代碼掩碼2414且/或可組合代碼層2410與載體層2412以產(chǎn)生復(fù)合代碼掩碼2414。任選地，處理電路2404可包含預(yù)先塑形電路，所述預(yù)先塑形電路預(yù)先塑形復(fù)合代碼掩碼2414、代碼層2410和/或載體層2412以補(bǔ)償將經(jīng)由其投影復(fù)合代碼掩碼的信道中的預(yù)期失真。
[0114]在一些實施方案中，多個不同代碼層和/或載體層可能可用，其中每一此類載體或代碼層可經(jīng)配置用于不同條件(例如，用于處于不同距離的對象，或發(fā)射器裝置與接收器裝置之間的不同配置)。舉例來說，對于第一距離或范圍內(nèi)的對象，可使用與處于第二距離或范圍的對象不同的代碼與載體層的組合，其中所述第二距離大于所述第一距離。在另一實例中，可取決于發(fā)射器裝置與接收器裝置的相對定向而使用代碼與載體層的不同組口 ο
[0115]圖像投影裝置2408可用以經(jīng)所產(chǎn)生/選擇的復(fù)合代碼掩碼投影到所關(guān)注的對象上。舉例來說，到其它光源的激光可用以將復(fù)合代碼掩碼投影到所關(guān)注的對象上(例如，經(jīng)由投影信道)。在一個實例中，復(fù)合代碼掩碼2414可在紅外線光譜中投影，因此其對于肉眼可能不可見。替代地，紅外線光譜范圍中的接收器傳感器可用以俘獲此類所投影復(fù)合代碼掩碼。
[0116]圖25說明用于投影復(fù)合代碼掩碼的方法。獲得有形媒體上的復(fù)合代碼掩碼，所述復(fù)合代碼掩碼包含與載體層組合的代碼層，其中(a)所述代碼層包含由多個符號定義的可唯一識別的經(jīng)空間譯碼碼字，(b)所述載體層可獨立地確認(rèn)且不同于所述代碼層，且包含對于投影時的失真穩(wěn)健的多個參考對象，且(c)所述代碼層與載體層中的至少一者在投影之前通過合成點擴(kuò)散函數(shù)而預(yù)先塑形2502。所述代碼層可包括nl乘n2個二進(jìn)制符號，其中nl和n2為大于二的整數(shù)。
[0117]發(fā)射器裝置可接著將所述復(fù)合代碼掩碼的至少一部分投影到目標(biāo)對象上以幫助接收器通過所述復(fù)合代碼掩碼的單個投影確認(rèn)所述目標(biāo)對象的深度信息2504。
[0118]在一個實例中，代碼層上沿著至少一個方向的重疊窗口可定義與沿著相同行或列的任何其它窗口不同的唯一碼字。復(fù)合代碼掩碼中的每一符號可為不同于參考對象的兩個灰階陰影中的一者中的線段。根據(jù)一個方面，代碼層的符號在至少一個維度中交錯。所述載體層參考對象可包括用其間的保護(hù)間隔同等地隔開的多個參考條帶。所述參考條帶與所述保護(hù)間隔可具有不同寬度。相對于保護(hù)間隔寬度的每一參考條帶的寬度可通過發(fā)射器裝置和/或接收器裝置的預(yù)期光學(xué)擴(kuò)散而確定?？赏ㄟ^將載體層重疊在代碼層上以使得代碼層符號出現(xiàn)在載體層的參考條帶內(nèi)而組合代碼層與載體層。
[0119]在一個實例中，二進(jìn)制符號可為經(jīng)定向的線段。在一個實例中，代碼掩碼中的線段定向為垂直于其中代碼掩碼的發(fā)射器與代碼掩碼的接收器對準(zhǔn)的平面。因為發(fā)射器與接收器在一個平面(例如，水平平面)中對準(zhǔn)，因此可從碼字沿著一個方向的位移(如圖3中所示)獲得深度信息。因此，碼字唯一性僅沿著位移的方向為必要的。
[0120]為了保持碼字的總數(shù)相對較小(例如，以減少發(fā)現(xiàn)碼字匹配所需要的可能相關(guān)的數(shù)目)，符號結(jié)構(gòu)可從全部可能數(shù)目的碼字定義碼字的子組。因此，碼字可在符號結(jié)構(gòu)的第一方向上是唯一的，但在垂直于第一方向的第二方向上重復(fù)。
[0121]在一個實例中，每一符號為具有至少50%陰影差異的兩個灰階陰影中的一者中的線段。在另一實例中，每一符號表示為代碼掩碼中的線段，且所述線段彼此并行和/或共線。
[0122]在一個實例中，在投影之前通過合成點擴(kuò)散函數(shù)來預(yù)先塑形代碼層與載體層中的至少一者包含:(a)確認(rèn)將經(jīng)由其投影代碼掩碼的信道的一或多個條件，(b)基于所述一或多個條件獲得所述合成點擴(kuò)散函數(shù)以補(bǔ)償由所述信道造成的失真，和/或(C)將所述合成點擴(kuò)散函數(shù)應(yīng)用到所述代碼層與所述載體層中的所述至少一者。在另一實例中，在投影之前通過合成點擴(kuò)散函數(shù)來預(yù)先塑形代碼層與載體層中的至少一者包含:(a)獲得補(bǔ)償將經(jīng)由其投影代碼掩碼的信道中的失真的預(yù)先塑形層，和/或(b)將所述預(yù)先塑形層組合為所述復(fù)合掩碼的部分。
[0123]示范性接收器裝置操作
[0124]圖26是說明可經(jīng)配置以從復(fù)合代碼掩碼獲得深度信息的接收器裝置的實例的框圖。接收器裝置2602可包含耦合到存儲器/存儲裝置的處理電路2604和接收器傳感器2608 (例如，圖像俘獲裝置2608)。
[0125]接收器傳感器2608 (例如，相機(jī)，等)可用以獲得投影在對象的表面上的復(fù)合代碼掩碼的至少一部分。舉例來說，接收器傳感器可俘獲投影在目標(biāo)對象的表面上的復(fù)合代碼掩碼的至少一部分。復(fù)合代碼掩碼可通過以下各者定義:(a)由多個符號定義的可唯一識別的經(jīng)空間譯碼碼字的代碼層，和(b)載體層，其可獨立地確認(rèn)且不同于所述代碼層且包含對于投影時的失真穩(wěn)健的多個參考對象?？赡茉谕队爸耙淹ㄟ^合成點擴(kuò)散函數(shù)預(yù)先塑形代碼層與載體層中的至少一者。在一個實例中，接收器傳感器2608可在紅外線光譜中俘獲復(fù)合代碼掩碼。
[0126]所述代碼層可包括nl乘n2個二進(jìn)制符號，其中nl和n2為大于二的整數(shù)。在復(fù)合代碼掩碼中，每一符號可為不同于參考對象的兩個灰階陰影中的一者中的線段。所述代碼層的所述符號可在至少一個維度中交錯。所述載體層參考對象可包括用其間的保護(hù)間隔同等地隔開的多個參考條帶。所述參考條帶與所述保護(hù)間隔可具有不同寬度。相對于保護(hù)間隔寬度的每一參考條帶的寬度可通過發(fā)射器裝置和/或接收器裝置的預(yù)期光學(xué)擴(kuò)散而確定。
[0127]處理電路2604可包含參考條帶檢測器電路/模塊2612、失真調(diào)整電路/模塊2614、碼字識別器電路/模塊2616、深度檢測電路/模塊2618，和/或深度圖產(chǎn)生電路/模塊 2620。
[0128]參考條帶檢測器電路/模塊2612可經(jīng)配置以檢測復(fù)合代碼掩碼的所述部分內(nèi)的參考條帶。失真調(diào)整電路/模塊2614可經(jīng)配置以基于相對于參考條帶的實際定向的參考條帶的預(yù)期定向而調(diào)整復(fù)合代碼掩碼的所述部分的失真。碼字識別器電路/模塊2616可經(jīng)配置以從復(fù)合代碼掩碼的所述部分內(nèi)定義的窗口獲得碼字。深度檢測電路/模塊2618可經(jīng)配置以基于以下各者獲得對應(yīng)于窗口的目標(biāo)對象的表面部分的深度信息:(a)復(fù)合代碼掩碼的單個投影，和(b)窗口相對于已知參考代碼掩碼的位移。
[0129]深度圖產(chǎn)生電路/模塊2620可經(jīng)配置以基于檢測為未失真復(fù)合代碼掩碼的部分內(nèi)的不同重疊窗口的多個碼字而匯編對象的深度圖。
[0130]在一個實例中，對代碼層與載體層中的至少一者的預(yù)先塑形增大復(fù)合代碼掩碼投影期間的功率效率，使得與未經(jīng)塑形復(fù)合代碼掩碼相比，接收器傳感器感知到更多功率。
[0131 ] 在一個實例中，所使用的合成點擴(kuò)散函數(shù)可基于以下各者中的至少一者而選自多個點擴(kuò)散函數(shù):(a)將經(jīng)由其投影復(fù)合代碼掩碼的預(yù)期信道條件，(b)復(fù)合代碼掩碼投影到其上的表面的特性，和/或(C)將接收所投影復(fù)合代碼掩碼的接收器傳感器的靈敏度。在另一實例中，合成點擴(kuò)散函數(shù)可基于以下各者中的至少一者而選自多個點擴(kuò)散函數(shù):(a)對將投影復(fù)合代碼掩碼的投影儀的第一信道響應(yīng)；和/或(b)對從將投影復(fù)合代碼掩碼的投影儀到將接收復(fù)合代碼掩碼的接收器傳感器的路徑的第二通道響應(yīng)。
[0132]圖27是說明接收器裝置的示范性操作的框圖。接收器裝置可根據(jù)校準(zhǔn)模式2702和/或操作模式2704而操作。
[0133]在校準(zhǔn)模式2702中，接收器裝置可獲取圖像2706，且校準(zhǔn)2708其自身(例如，針對光強(qiáng)度調(diào)整接收者，等)以獲得校準(zhǔn)參數(shù)2710。
[0134]在操作模式2704中，接收器裝置可獲取圖像2714且基于校準(zhǔn)參數(shù)2710矯正圖像2716?？山又ㄟ^使用已知掩碼參數(shù)2712(例如，使用已知代碼掩碼)來對經(jīng)矯正圖像執(zhí)行深度估計2718?？梢虼水a(chǎn)生深度圖，且將其連同所述圖像一起使用/存儲/顯示2720。
[0135]圖28說明用于解碼抗仿射變換的復(fù)合代碼掩碼內(nèi)的所俘獲碼字的示范性方法。接收器傳感器可接收投影在目標(biāo)對象的表面上的復(fù)合代碼掩碼的至少一部分，所述復(fù)合代碼掩碼由以下各者定義:(a)由多個符號定義的可唯一識別的經(jīng)空間譯碼碼字的代碼層，(b)載體層，其可獨立地確認(rèn)且不同于所述代碼層，且包含對于投影時的失真穩(wěn)健的多個參考對象，(c)其中所述代碼層與載體層中的至少一者在投影之前已通過合成點擴(kuò)散函數(shù)而預(yù)先塑形2802。在一個實例中，接收器傳感器可在紅外線光譜中俘獲復(fù)合代碼掩碼。
[0136]根據(jù)一個實例，代碼層可包括nl乘n2 二進(jìn)制符號，其中nl和n2為大于二的整數(shù)。在復(fù)合代碼掩碼中，每一符號可為不同于參考對象的兩個灰階陰影中的一者中的線段。在一些情況下，所述代碼層的符號可在至少一個維度中交錯。所述載體層參考對象可包括用其間的保護(hù)間隔同等地隔開的多個參考條帶。在一個實例中，參考條帶與保護(hù)間隔具有不同寬度。在另一實例中，相對于保護(hù)間隔寬度的每一參考條帶的寬度是通過發(fā)射器裝置和/或接收器裝置的預(yù)期光學(xué)擴(kuò)散而確定。
[0137]對代碼層與載體層中的至少一者的預(yù)先塑形可增大復(fù)合代碼掩碼投影期間的功率效率，使得與未經(jīng)塑形復(fù)合代碼掩碼相比，接收器傳感器感知到更多功率。所使用的合成點擴(kuò)散函數(shù)可基于以下各者中的至少一者而選自多個點擴(kuò)散函數(shù):(a)將經(jīng)由其投影復(fù)合代碼掩碼的預(yù)期信道條件，(b)復(fù)合代碼掩碼投影到其上的表面的特性，和/或(c)將接收所投影復(fù)合代碼掩碼的接收器傳感器的靈敏度。在一些情況下，合成點擴(kuò)散函數(shù)可能已基于以下各者中的至少一者而選自多個點擴(kuò)散函數(shù):(a)對將投影復(fù)合代碼掩碼的投影儀的第一信道響應(yīng)；和/或(b)對從將投影復(fù)合代碼掩碼的投影儀到將接收復(fù)合代碼掩碼的接收器傳感器的路徑的第二通道響應(yīng)。
[0138]處理電路可基于復(fù)合代碼掩碼的部分內(nèi)的參考對象而調(diào)整代碼層的失真2804。可接著基于以下各者獲得對應(yīng)于窗口的目標(biāo)對象的表面部分的深度信息:(a)復(fù)合代碼掩碼的單個投影和(b)窗口相對于已知參考代碼掩碼的位移2806。
[0139]圖29說明用于從所俘獲代碼掩碼獲得深度圖的方法?？蓹z測所俘獲復(fù)合代碼掩碼的一部分內(nèi)的參考條帶2902?？山又谙鄬τ趨⒖紬l帶的實際定向的參考條帶的預(yù)期定向而調(diào)整(或校正)復(fù)合代碼掩碼的所述部分的失真(例如，偏斜、旋轉(zhuǎn)，等)2904?？蓮奈词д鎻?fù)合代碼掩碼的所述部分內(nèi)定義的窗口獲得碼字2906。在一個實例中，可通過為kl個符號乘k2個符號的窗口定義每一碼字,其中kl和k2為大于二的整數(shù)。在復(fù)合代碼掩碼中，每一符號可例如為不同于參考條帶的兩個灰階陰影中的一者中的線段。已知參考代碼掩碼上沿著至少一個方向的重疊窗口可定義與沿著相同行或列的任何其它窗口不同的唯一碼字。
[0140]在一個實例中，復(fù)合代碼掩碼的部分可包括定義參考條帶的載體層和定義多個可唯一識別的經(jīng)空間譯碼碼字的代碼層。所述載體層可包括用其間的保護(hù)間隔同等地隔開的多個參考條帶。在一些情況下，每一參考條帶可比保護(hù)間隔寬?？赏ㄟ^預(yù)期光學(xué)擴(kuò)散確定相對于保護(hù)間隔寬度的每一參考條帶的寬度。
[0141]可基于窗口相對于已知參考代碼掩碼的位移而獲得對應(yīng)于所述窗口的對象的表面部分的深度信息2908。如圖3中所示，最接近于參考代碼掩碼中的碼字312的預(yù)期位置的位移d2指示較長距離或深度，而距碼字312的預(yù)期位置較遠(yuǎn)的位移d2指示較短距離或深度。參考代碼掩碼可包括nl乘n2個二進(jìn)制符號，其中nl和n2為大于二的整數(shù)。
[0142]可基于檢測為未失真復(fù)合代碼掩碼的所述部分內(nèi)的不同重疊窗口的多個碼字而匯編對象的深度圖2910。
[0143]接收器可相對于復(fù)合代碼掩碼的發(fā)射器沿著相同水平參考平面而定位，且對象和參考條帶可相對于所述水平參考平面垂直地定位。
[0144]在一個實例中，接收器可獲得對象的二維圖像。接收器還可基于具有在復(fù)合代碼掩碼的所述部分內(nèi)定義的一或多個窗口的一或多個碼字獲得對象的深度信息。
[0145]碼本圖元的重復(fù)使用
[0146]另一方面提供一種通過重復(fù)使用碼本基元以產(chǎn)生代碼掩碼而設(shè)計代碼掩碼的有效方式。碼本基元可包含在nl乘n2符號結(jié)構(gòu)內(nèi)的多個經(jīng)空間譯碼且唯一的碼字。此碼本基元(例如，nl乘n2符號結(jié)構(gòu))可在代碼掩碼的一或多個方向上重復(fù)多次。重復(fù)碼本基元準(zhǔn)許減少碼本大小，這是合乎需要的，因為其減小識別特定碼字匹配所需要的比較的數(shù)目。
[0147]圖30說明碼字分離如何指示碼本基元重復(fù)使用距離?？赏ㄟ^操作狀態(tài)(例如，最近范圍到最遠(yuǎn)范圍)確定最大視差(例如，碼字的偏移)。此處，所發(fā)射碼字3002可投影在最小范圍dl和最大范圍d2內(nèi)的場景/對象上。所投影碼字3002反射在場景/對象上且由接收裝置俘獲。所俘獲碼字3004/3006相對于所發(fā)射碼字3002的原始位置的位移可用以確認(rèn)深度。此處，已定義從假想(例如，任意)傳感器平面3007到最近和最遠(yuǎn)對象的最小范圍dl和最大范圍d2。然而，可從不同參考平面(如用于發(fā)射器3013和接收器3015的透鏡平面3009或傳感器平面3011)定義最小和最大范圍。在其中從傳感器平面3011定義最小/最大范圍的情況下，可從所發(fā)射代碼掩碼和所接收代碼掩碼確認(rèn)最大碼字視差(例如，碼字的偏移)。
[0148]在碼本基元在代碼掩碼中重復(fù)使用的情況下，避免檢測來自鄰近碼本基元的相同碼字(在相同代碼掩碼中)(也稱為混疊)是重要的。為了防止來自鄰近碼本基元的碼字的混疊，重復(fù)使用距離(即，碼本基元3002的寬度wl)應(yīng)大于(或等于)最近碼字實例3004與最遠(yuǎn)碼字實例3006之間的最大視差(即，位移距離w2)。
[0149]圖31說明碼本基元的重復(fù)使用距離與對象大小之間的關(guān)系。根據(jù)兩個實例，第一碼本基元3102在第一代碼掩碼3114中重復(fù)使用五次，且第二碼本基元3108在第二代碼掩碼3116中重復(fù)使用三次。對于碼本基元中的固定數(shù)目的水平碼字，增大重復(fù)使用距離(例如，碼本基元的寬度)減小最小可分辨對象大小。舉例來說，對于第一代碼掩碼3114，碼本基元3102具有第一大小3104，且最小可分辨對象具有第二大小3106，其中所述第一大小大于所述第二大小。相比之下，對于第二代碼掩碼3116，第二碼本基元3108具有第三大小3110，且最小可分辨對象具有第四大小3112，其中所述第三大小小于所述第四大小。
[0150]圖32是說明用于通過再用碼本基元來建構(gòu)代碼掩碼的示范性方法的流程圖?？蓪⒋a本基元定義為nl乘n2符號結(jié)構(gòu)內(nèi)的多個經(jīng)空間譯碼且唯一的碼字3202。接著通過將碼本基元在代碼掩碼中重復(fù)使用X次而產(chǎn)生代碼掩碼3204。
[0151]碼本基元的大小可為代碼掩碼將投影于其上的最小可分辨對象大小的函數(shù)。即，對于代碼掩碼將投影到的特定最小和/或最大范圍，可選擇碼本基元的大小以實現(xiàn)在那些范圍處的某一分辨率(例如，最小可分辨對象大小)。舉例來說，碼本基元在代碼掩碼中重復(fù)使用的次數(shù)越多，投影代碼掩碼時的最小可分辨對象大小可越小。因此，碼本基元的大小可為代碼掩碼將投影到場景或?qū)ο笊系木嚯x范圍的函數(shù)。在一個實例中，碼本基元越小，投影代碼掩碼時的最小可分辨對象大小就變得越小。在另一實例中，碼字大小越小，投影代碼掩碼時的最小可分辨對象大小就越小。根據(jù)一個實施方案，所有碼字的碼字大小可相同(例如，碼字可具有相同寬度)。在一個實例中，碼本基元的大小可指碼本基元的寬度或長度中的一者。
[0152]每一經(jīng)空間譯碼且唯一的碼字可為m個符號的組合(例如，見圖9和10)。碼本基元中的多個經(jīng)空間譯碼且唯一的碼字可為nl乘n2符號結(jié)構(gòu)內(nèi)的m個符號的所有可能組合的子組。
[0153]在一個實例中，可從符號結(jié)構(gòu)內(nèi)的不同的重疊kl乘k2窗口定義多個碼字(例如，在圖1lA的代碼掩碼1102和1106中所說明)。定義多個碼字的窗口可共線且在空間上重疊。
[0154]當(dāng)代碼掩碼投影到對象上且此類投影由接收器裝置感知時(例如，見圖30)，代碼掩碼中的第一碼字的重復(fù)實例之間的距離可能大于第一碼字的最大預(yù)期位移。
[0155]接收器裝置可與投影代碼掩碼的發(fā)射器裝置共面。第一碼字的重復(fù)實例之間的距離可與碼本基元的寬度相同。
[0156]在一個實例中，當(dāng)代碼掩碼投影到對象上且此類投影由接收器裝置感知時，碼本基元的寬度大于第一碼字的最大預(yù)期位移。接收器裝置與投影代碼掩碼的發(fā)射器裝置共面。
[0157]代碼掩碼可促進(jìn)獲得代碼掩碼投影到其上的對象的表面部分的深度信息。碼本基元可經(jīng)嵌合X次(例如，圖31中說明)以覆蓋碼本將投影到其上的所要視野。即，碼本基元可例如在一或多個方向/維度上復(fù)制或重復(fù)以構(gòu)建較大代碼掩碼。在一個實例中，X可為等于或大于零的整數(shù)值。即，取決于所尋求的最小對象分辨率，可調(diào)整碼字基元和/或代碼掩碼的大小(例如，碼字基元和/或代碼掩碼越大，可達(dá)到的分辨率越高)。
[0158]使用點擴(kuò)散函數(shù)的示范性預(yù)先塑形代碼掩碼載體
[0159]點擴(kuò)散函數(shù)(PSF)描述成像系統(tǒng)對點源或點對象的響應(yīng)。一個方面提供使用合成點擴(kuò)散函數(shù)預(yù)先塑形代碼掩碼載體以改善經(jīng)由發(fā)射信道發(fā)射時代碼掩碼中的能量的量。合成點擴(kuò)散函數(shù)為一種形式的有意地預(yù)先計算的預(yù)先強(qiáng)調(diào)，其插入到發(fā)射系統(tǒng)中以抵消發(fā)射信道的一些效果。通過使用合成PSF進(jìn)行的預(yù)先塑形可設(shè)法根據(jù)所投影的代碼掩碼和/或信道條件(例如，投影距離、投影表面特性、照亮功率、接收器特性，等)優(yōu)化發(fā)射(例如，特定掩碼的投影)。
[0160]圖33說明可如何將點擴(kuò)散函數(shù)應(yīng)用于對象以獲得圖像的實例。PSF的更通用術(shù)語為系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)，PSF為聚焦光學(xué)系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)。
[0161]此處，說明具有特定能級的脈沖3304的第一所發(fā)射圖案3302，其中尚未對脈沖3304執(zhí)行預(yù)先塑形。還將相同的第一所發(fā)射圖案3302說明為擴(kuò)散脈沖3308的所接收圖案3306。如可感知，窄的所發(fā)射脈沖3304已經(jīng)由發(fā)射信道傳播，且接收為第一擴(kuò)散脈沖3308。
[0162]相比之下，說明具有特定能級的經(jīng)預(yù)先塑形脈沖3312的第二所發(fā)射圖案3310。還將相同的第二所發(fā)射圖案3310說明為第二擴(kuò)散脈沖3316的所接收圖案3314。如可感知，經(jīng)預(yù)先塑形的發(fā)射脈沖3312已經(jīng)由發(fā)射信道傳播且接收為第二擴(kuò)散脈沖3316。應(yīng)注意，第二所接收第二擴(kuò)散脈沖3316是在比第一擴(kuò)散脈沖3308相對較高的能級下接收。
[0163]許多上下文中的PSF可被認(rèn)為是表示不能分辨的對象的圖像中的擴(kuò)展二進(jìn)制大對象(blob)。在功能術(shù)語中，其為調(diào)制轉(zhuǎn)移函數(shù)的空間域版本。點對象的擴(kuò)散(模糊)度是成像系統(tǒng)質(zhì)量的量度。
[0164]在例如螢光顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡或光學(xué)顯微鏡等非相干成像系統(tǒng)中，圖像形成過程在功率上是線性的，且通過線性系統(tǒng)理論來描述。這意味著當(dāng)同時成像兩個對象A與B時，結(jié)果等于獨立成像的對象的總和。換言之:由于光子的非交互特性，對象A的成像不受對象B的成像的影響，且反之亦然。
[0165]復(fù)雜對象的圖像可由此視為真正對象與PSF的卷積。然而，當(dāng)所檢測到的光相干時，圖像形成在復(fù)雜場中是線性的。記錄強(qiáng)度圖像由此可導(dǎo)致消除或其它非線性效果。
[0166]圖34A說明空間域中的代碼掩碼載體的載體條帶。
[0167]圖34B說明空間-頻率域中的所得載體條帶在其已經(jīng)由發(fā)射信道傳播之后的實例。
[0168]圖34A說明垂直條帶Si 3402和s2 3404，其可表示先前提及的結(jié)構(gòu)化光系統(tǒng)中的代碼掩碼載體的部分。當(dāng)變換到空間頻率域3406(如圖34B所說明)時，這些條帶的頻譜響應(yīng)可在概念上展示為曲線SI和S2 (圖34B中)。對于給定功率電平(dB)，SI 3408與S23410具有寬度X，且在噪聲底限上方的距離Λ I處相交。
[0169]在不關(guān)注功率限制的情況下，具有如圖34Α和34Β中所示的一組響應(yīng)可能是完全可接受的。然而，在例如蜂窩電話、便攜式相機(jī)或小投影儀等功率受限系統(tǒng)中，可能需要使用較小功率，同時仍發(fā)射能夠分辨對象的足夠功率。實現(xiàn)此目標(biāo)的一種方式是將合成點擴(kuò)散函數(shù)(PSF) 3412應(yīng)用到條帶(B卩，載體)Si 3402和s2 3404中的每一者(在發(fā)射之前)，如圖35A中所示。
[0170]圖35A說明可如何將合成點擴(kuò)散函數(shù)應(yīng)用于載體條帶以預(yù)先塑形空間域中的載體條帶。
[0171]圖35B說明空間-頻率域中的所得經(jīng)預(yù)先塑形載體條帶在其已經(jīng)由發(fā)射信道傳播之后的實例。
[0172]在圖35A中，PSF 3412將允許條帶si 3402和s2 3404以如下方式塑形:在其發(fā)射(例如，在對象上的投影和/或入射反射)期間將存在功率效率的增大。結(jié)果，頻譜響應(yīng)看起來可類似于圖35B，其展示對于相同的給定功率電平(dB)，Sl 3414和S2 3416可具有寬度3X。此外，SI 3414與S2 3416的相交點現(xiàn)為噪聲底限上方的距離Λ2，其反映了相對于圖34B的發(fā)射功率的增大。
[0173]取決于垂直條帶3402與3404之間的距離Dl、所使用的PSF的寬度w(見圖36)，可實現(xiàn)不同發(fā)射效率，其高于或低于圖35A和35B中說明的3X(在沒有PSF脈沖塑形的情況下三倍于發(fā)射功率)。
[0174]此外，PSF可不僅用于投影儀的光學(xué)系統(tǒng)，但還可估計發(fā)射信道的PSF。信道可分成兩個部分:(a)結(jié)構(gòu)化光在其中從發(fā)射器行進(jìn)到對象的空間；以及(b)來自對象的反射結(jié)構(gòu)化光在其中行進(jìn)到接收器的空間。因此，可針對最差情況情境選擇PSF以在仍使用受限電源的同時確保小對象之間的足夠可分辨性。
[0175]圖36說明可得到一組點擴(kuò)散函數(shù)，可從其中選擇一個PSF以對代碼掩碼載體在發(fā)射之前進(jìn)行預(yù)先塑形。此可允許取決于條帶間距(用于代碼掩碼載體)和發(fā)射信道條件從多個PSF當(dāng)中進(jìn)行選擇。舉例來說，PSF組可用，如圖36中所示，可從中選擇具有不同寬度(例如，wl和w2)的不同PSF 3602和3604。在選擇PSF時，通常尋求發(fā)射功率量與所接收代碼掩碼中的分辨率損失之間的平衡。舉例來說，PSF越寬，構(gòu)成碼字的符號的分辨率損失越大(例如，被誤認(rèn)的頻率越高)。相反，較窄的PSF可發(fā)射較少能量，如由碼字的接收器所感知。因此，在選擇特定PSF時需平衡這些約束。
[0176]成像PSF的效果是使所發(fā)射圖案模糊或以其它方式使其失真。模糊核心的大小對于所發(fā)射圖案中的符號的間距和寬度設(shè)定了限制，且因此對系統(tǒng)分辨率設(shè)定了限制。以上約束又對圖案中含有的每符號接收功率施加了限制?；趫D案符號周期與PSF大小之間的關(guān)系，預(yù)強(qiáng)調(diào)的塑形可在發(fā)射之前應(yīng)用于所發(fā)射圖案以便根據(jù)圖35A和35B中所說明的約束增大符號功率。此類塑形的結(jié)果通過增大所接收圖案符號中的信噪比保持或增大分辨率而不犧牲功率或系統(tǒng)可靠性。
[0177]PSF選擇取決于系統(tǒng)的操作點，其為穩(wěn)健性/可靠性與性能(即，分辨率)之間的折衷。PSF設(shè)計可基于預(yù)期信道和穩(wěn)健性與性能之間的平衡(其取決于應(yīng)用)。
[0178]PSF包括光從源行進(jìn)到相機(jī)焦平面的路徑的失真效果。這些信道效果可包含幾何失真、透鏡像差、透鏡動作、衍射、對象大小和組成、場景反射率，和運動效果。PSF限制系統(tǒng)的最大分辨率，且因此圖案分辨率與限制性PSF機(jī)制之間的空間不應(yīng)未使用。通過合成塑形功能(其設(shè)計取決于源到相機(jī)路徑)對標(biāo)稱圖案的調(diào)制導(dǎo)致填充此分辨率間隙，使得系統(tǒng)在功率和分辨率上匹配。根據(jù)信道模型，如此設(shè)計的所發(fā)射圖案將導(dǎo)致最佳性能。
[0179]諸圖中所說明的組件、步驟、特征和/或功能中的一或多者可重新布置和/或組合成單個組件、步驟、特征或功能或體現(xiàn)在若干組件、步驟或功能中。在不脫離本文所揭示的新穎特征的情況下，還可添加額外元件、組件、步驟和/或功能。諸圖中所說明的設(shè)備、裝置和/或組件可經(jīng)配置以執(zhí)行諸圖中所描述的方法、特征或步驟中的一或多者。本文中所描述的新穎算法還可有效地實施于軟件中和/或嵌入于硬件中。
[0180]而且，應(yīng)注意，實施例可描述為描繪為流程圖、結(jié)構(gòu)圖或框圖的過程。盡管流程圖可將操作描述為順序過程，但可并行或同時執(zhí)行許多操作。另外，可重新布置操作的次序。過程在其操作完成時終止。過程可以對應(yīng)于方法、功能、程序、子例程、子程序等。當(dāng)過程對應(yīng)于函數(shù)時，其終止對應(yīng)于函數(shù)返回到調(diào)用函數(shù)或主函數(shù)。
[0181]此外，儲存媒體可表示用于存儲數(shù)據(jù)的一或多個裝置，包含只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、磁盤存儲媒體、光學(xué)存儲媒體、快閃存儲器裝置和/或其它機(jī)器可讀媒體、處理器可讀媒體，和/或用于存儲信息的計算機(jī)可讀媒體。術(shù)語“機(jī)器可讀媒體”、“計算機(jī)可讀媒體”和/或“處理器可讀媒體”可包含但不限于例如便攜式或固定存儲裝置、光學(xué)存儲裝置等非暫時性媒體，和能夠存儲、含有或載運指令和/或數(shù)據(jù)的各種其它媒體。因此，本文所述的各種方法可完全或部分地由可存儲在“機(jī)器可讀媒體”、“計算機(jī)可讀媒體”和/或“處理器可讀媒體”中且由一個或多個處理器、機(jī)器和/或裝置執(zhí)行的指令和/或數(shù)據(jù)來實施。
[0182]此外，諸實施例可由硬件、軟件、固件、中間件、微碼或其任何組合來實施。當(dāng)以軟件、固件、中間件或微碼實施時，用以執(zhí)行必要任務(wù)的程序代碼或代碼段可存儲在例如存儲媒體或其它存儲裝置的機(jī)器可讀媒體中。處理器可執(zhí)行必要任務(wù)。代碼段可表示規(guī)程、函數(shù)、子程序、程序、例程、子例程、模塊、軟件包、類，或指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或程序語句的任一組合。代碼段可通過傳遞和/或接收信息、數(shù)據(jù)、自變量、參數(shù)或存儲器內(nèi)容而耦合到另一代碼段或硬件電路。信息、自變量、參數(shù)、數(shù)據(jù)等可經(jīng)由包含存儲器共享、消息傳遞、權(quán)標(biāo)傳遞、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)鹊娜魏芜m當(dāng)手段來傳遞、轉(zhuǎn)發(fā)或傳輸。
[0183]可通過通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或經(jīng)設(shè)計以執(zhí)行本文中所描述的功能的其它可編程邏輯組件、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件，或其任何組合來實施或執(zhí)行結(jié)合本文中所揭示的實施例而描述的各種說明性邏輯塊、模塊、電路、元件和/或組件。通用處理器可為微處理器，但在替代例中，處理器可為任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。處理器還可實施為計算組件的組合，例如DSP與微處理器的組合、多個微處理器、結(jié)合DSP核心的一或多個微處理器，或任何其它此類配置。
[0184]結(jié)合本文所揭示的實例描述的方法或算法可以處理單元、編程指令或其它方向的形式直接體現(xiàn)在硬件、可由處理器執(zhí)行的軟件模塊或兩者的組合中，且可含于單個裝置中或跨越多個裝置而分布。軟件模塊可駐存在RAM存儲器、快閃存儲器、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、可移除盤、⑶-ROM或此項技術(shù)中已知的任何其它形式的存儲媒體中。存儲媒體可耦合到處理器，使得處理器可從存儲媒體讀取信息，且將信息寫入到存儲媒體。在替代方案中，存儲媒體可與處理器成一體式。
[0185]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將進(jìn)一步了解，可將結(jié)合本文中所揭示的實施例而描述的各種說明性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟實施為電子硬件、計算機(jī)軟件或兩者的組合。為清楚說明硬件與軟件的此互換性，上文已大致關(guān)于其功能性而描述了各種說明性組件、塊、模塊、電路及步驟。所述功能性是實施為硬件還是軟件取決于特定應(yīng)用及施加于整個系統(tǒng)的設(shè)計約束。
[0186]本文所述的本發(fā)明的各種特征可實施于不同系統(tǒng)中而不脫離本發(fā)明。應(yīng)注意，前述實施例僅為實例，且不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明。實施例的描述既定為說明性的，而不限制權(quán)利要求書的范圍。因而，本教示可容易地應(yīng)用于其它類型的設(shè)備，且許多替代方案、修改及變化對于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將為顯而易見的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于解碼碼字的在接收器裝置上操作的方法，其包括: 經(jīng)由接收器傳感器獲得投影在目標(biāo)對象的表面上的復(fù)合代碼掩碼的至少一部分，所述復(fù)合代碼掩碼由以下各者定義 由多個符號定義的可唯一識別的經(jīng)空間譯碼碼字的代碼層，以及 載體層，所述載體層可獨立地確認(rèn)且不同于所述代碼層，且包含對于投影時的失真穩(wěn)健的多個參考對象， 其中可能在投影之前已通過合成點擴(kuò)散函數(shù)預(yù)先塑形所述代碼層與載體層中的至少一者；以及 在處理電路處基于所述復(fù)合代碼掩碼的所述部分內(nèi)的所述參考對象而調(diào)整所述代碼層的失真。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括: 基于以下各者獲得對應(yīng)于窗口的所述目標(biāo)對象的表面部分的深度信息 所述復(fù)合代碼掩碼的單個投影，以及 所述窗口相對于已知參考代碼掩碼的位移。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述復(fù)合代碼掩碼是在紅外線光譜中俘獲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述代碼層包括nl乘n2二進(jìn)制符號，其中nl和n2為大于二的整數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述復(fù)合代碼掩碼，每一符號為不同于所述參考對象的兩個灰階陰影中的一者中的線段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述代碼層的所述符號在至少一個維度中交錯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述載體層參考對象包括用其間的保護(hù)間隔同等地隔開的多個參考條帶。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述參考條帶與所述保護(hù)間隔具有不同寬度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中相對于保護(hù)間隔寬度的每一參考條帶的所述寬度是通過發(fā)射器裝置和/或接收器裝置的預(yù)期光學(xué)擴(kuò)散而確定。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中對所述代碼層與載體層中的至少一者的預(yù)先塑形增大所述復(fù)合代碼掩碼的所述投影期間的功率效率，使得與未經(jīng)塑形復(fù)合代碼掩碼相t匕，接收器傳感器感知到更多功率。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所使用的所述合成點擴(kuò)散函數(shù)是基于以下各者中的至少一者而選自多個點擴(kuò)散函數(shù): 將經(jīng)由其投影所述復(fù)合代碼掩碼的預(yù)期信道條件； 所述復(fù)合代碼掩碼投影于其上的表面的特性，以及 將接收所述所投影復(fù)合代碼掩碼的所述接收器傳感器的靈敏度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述合成點擴(kuò)散函數(shù)是基于以下各者中的至少一者而選自多個點擴(kuò)散函數(shù): 對將投影所述復(fù)合代碼掩碼的投影儀的第一信道響應(yīng)；以及 對從將投影所述復(fù)合代碼掩碼的投影儀到將接收所述復(fù)合代碼掩碼的所述接收器傳感器的路徑的第二通道響應(yīng)。
13.一種用于接收所投影復(fù)合代碼掩碼的接收器裝置，其包括: 接收器傳感器，其俘獲投影在目標(biāo)對象的表面上的復(fù)合代碼掩碼的至少一部分，所述復(fù)合代碼掩碼由以下各者定義 由多個符號定義的可唯一識別的經(jīng)空間譯碼碼字的代碼層，以及載體層，所述載體層可獨立地確認(rèn)且不同于所述代碼層，且包含對于投影時的失真穩(wěn)健的多個參考對象， 其中可能在投影之前已通過合成點擴(kuò)散函數(shù)預(yù)先塑形所述代碼層與載體層中的至少一者; 處理電路，其基于所述復(fù)合代碼掩碼的所述部分內(nèi)的所述參考對象而調(diào)整所述代碼層的失真。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收器裝置，其中所述處理電路進(jìn)一步 基于以下各者獲得對應(yīng)于窗口的所述目標(biāo)對象的表面部分的深度信息 所述復(fù)合代碼掩碼的單個投影，以及 所述窗口相對于已知參考代碼掩碼的位移。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的接收器裝置，其中所述復(fù)合代碼掩碼是在紅外線光譜中俘-M-犾。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的接收器裝置，其中所述代碼層包括nl乘n2二進(jìn)制符號，其中nl和n2為大于二的整數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的接收器裝置，其中所述復(fù)合代碼掩碼，每一符號為不同于所述參考對象的兩個灰階陰影中的一者中的線段。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的接收器裝置，其中所述代碼層的所述符號在至少一個維度中交錯。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的接收器裝置，其中所述載體層參考對象包括用其間的保護(hù)間隔同等地隔開的多個參考條帶。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的接收器裝置，其中所述參考條帶與所述保護(hù)間隔具有不同覽度。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的接收器裝置，其中相對于保護(hù)間隔寬度的每一參考條帶的所述寬度是通過發(fā)射器裝置和/或接收器裝置的預(yù)期光學(xué)擴(kuò)散而確定。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的接收器裝置，其中對所述代碼層與載體層中的至少一者的預(yù)先塑形增大所述復(fù)合代碼掩碼的所述投影期間的功率效率，使得與未經(jīng)塑形復(fù)合代碼掩碼相比，接收器傳感器感知到更多功率。
23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的接收器裝置，其中所使用的所述合成點擴(kuò)散函數(shù)是基于以下各者中的至少一者而選自多個點擴(kuò)散函數(shù): 將經(jīng)由其投影所述復(fù)合代碼掩碼的預(yù)期信道條件； 所述復(fù)合代碼掩碼投影于其上的表面的特性，以及 將接收所述所投影復(fù)合代碼掩碼的所述接收器傳感器的靈敏度。
24.根據(jù)權(quán)利要求13所述的接收器裝置，其中所述合成點擴(kuò)散函數(shù)已基于以下各者中的至少一者而選自多個點擴(kuò)散函數(shù): 對將投影所述復(fù)合代碼掩碼的投影儀的第一信道響應(yīng)；以及 對從將投影所述復(fù)合代碼掩碼的投影儀到將接收所述復(fù)合代碼掩碼的所述接收器傳感器的路徑的第二通道響應(yīng)。
25.一種用于接收所投影復(fù)合代碼掩碼的接收器裝置，其包括: 用于俘獲投影在目標(biāo)對象的表面上的復(fù)合代碼掩碼的至少一部分的裝置，所述復(fù)合代碼掩碼由以下各者定義 由多個符號定義的可唯一識別的經(jīng)空間譯碼碼字的代碼層，以及載體層，所述載體層可獨立地確認(rèn)且不同于所述代碼層，且包含對于投影時的失真穩(wěn)健的多個參考對象， 其中可能在投影之前已通過合成點擴(kuò)散函數(shù)預(yù)先塑形所述代碼層與載體層中的至少一者; 用于基于所述復(fù)合代碼掩碼的所述部分內(nèi)的所述參考對象調(diào)整所述代碼層的失真的>j-U ρ?α裝直。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收器裝置，其進(jìn)一步包括: 用于基于以下各者獲得對應(yīng)于窗口的所述目標(biāo)對象的表面部分的深度信息的裝置 所述復(fù)合代碼掩碼的單個投影，以及 所述窗口相對于已知參考代碼掩碼的位移。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的接收器裝置，其中所述復(fù)合代碼掩碼是在紅外線光譜中俘-M-犾。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的接收器裝置，其中所述代碼層包括nl乘η2二進(jìn)制符號，其中nl和n2為大于二的整數(shù)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的接收器裝置，其中所述復(fù)合代碼掩碼，每一符號為不同于所述參考對象的兩個灰階陰影中的一者中的線段。
30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的接收器裝置，其中所述代碼層的所述符號在至少一個維度中交錯。
31.根據(jù)權(quán)利要求25所述的接收器裝置，其中對所述代碼層與載體層中的至少一者的預(yù)先塑形增大所述復(fù)合代碼掩碼的所述投影期間的功率效率，使得與未經(jīng)塑形復(fù)合代碼掩碼相比，接收器傳感器感知到更多功率。
32.根據(jù)權(quán)利要求25所述的接收器裝置，其中所使用的所述合成點擴(kuò)散函數(shù)是基于以下各者中的至少一者而選自多個點擴(kuò)散函數(shù): 將經(jīng)由其投影所述復(fù)合代碼掩碼的預(yù)期信道條件； 所述復(fù)合代碼掩碼投影于其上的表面的特性，以及 將接收所述所投影復(fù)合代碼掩碼的所述接收器傳感器的靈敏度。
33.根據(jù)權(quán)利要求25所述的接收器裝置，其中所述合成點擴(kuò)散函數(shù)已基于以下各者中的至少一者而選自多個點擴(kuò)散函數(shù): 對將投影所述復(fù)合代碼掩碼的投影儀的第一信道響應(yīng)；以及 對從將投影所述復(fù)合代碼掩碼的投影儀到將接收所述復(fù)合代碼掩碼的所述接收器傳感器的路徑的第二通道響應(yīng)。
34.一種其上存儲有用于接收復(fù)合代碼掩碼的指令的機(jī)器可讀存儲媒體，所述指令在由至少一個處理器執(zhí)行時致使所述至少一個處理器進(jìn)行以下操作: 獲得投影在目標(biāo)對象的表面上的復(fù)合代碼掩碼的至少一部分，所述復(fù)合代碼掩碼由以下各者定義 由多個符號定義的可唯一識別的經(jīng)空間譯碼碼字的代碼層，以及載體層，所述載體層可獨立地確認(rèn)且不同于所述代碼層，且包含對于投影時的失真穩(wěn)健的多個參考對象， 其中可能在投影之前已通過合成點擴(kuò)散函數(shù)預(yù)先塑形所述代碼層與載體層中的至少一者; 基于所述復(fù)合代碼掩碼的所述部分內(nèi)的所述參考對象調(diào)整所述代碼層的失真。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的機(jī)器可讀存儲媒體，其上進(jìn)一步存儲有用于接收復(fù)合代碼掩碼的指令，所述指令在由至少一個處理器執(zhí)行時致使所述至少一個處理器進(jìn)行以下操作: 基于以下各者獲得對應(yīng)于窗口的所述目標(biāo)對象的表面部分的深度信息 所述復(fù)合代碼掩碼的單個投影，以及 所述窗口相對于已知參考代碼掩碼的位移。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的機(jī)器可讀存儲媒體，其中所使用的所述合成點擴(kuò)散函數(shù)是基于以下各者中的至少一者而選自多個點擴(kuò)散函數(shù): 將經(jīng)由其投影所述復(fù)合代碼掩碼的預(yù)期信道條件； 所述復(fù)合代碼掩碼投影于其上的表面的特性，以及 將接收所述所投影復(fù)合代碼掩碼的所述接收器傳感器的靈敏度。
37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的機(jī)器可讀存儲媒體，其中所述合成點擴(kuò)散函數(shù)已基于以下各者中的至少一者而選自多個點擴(kuò)散函數(shù): 對將投影所述復(fù)合代碼掩碼的投影儀的第一信道響應(yīng)；以及 對從將投影所述復(fù)合代碼掩碼的投影儀到將接收所述復(fù)合代碼掩碼的所述接收器傳感器的路徑的第二通道響應(yīng)。
【文檔編號】G01B11/25GK104285127SQ201380024011
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月24日
【發(fā)明者】卡林·米特科夫·阿塔納索夫, 詹姆斯·威爾遜·納什, 維卡斯·拉馬錢德蘭, 塞爾久·拉杜·戈馬 申請人:高通股份有限公司