环境光抑制制造技术

根据一个方面，提供了一种系统(200)，包括：图像投影单元(210)，其被配置为将照明图案投影到场景的至少一部分上；成像单元(220)，其被配置为在将照明图案投影到场景上时捕获场景的多个图像；以及处理单元(230)，其被配置为：基于照明图案并且相对于所捕获的多个图像中的目标区段来解调多个图像，其中目标区段对应于以下各项中的一项：在捕获多个图像时，场景的、照明图案被选择性地投影到其上的部分，场景的、所投影的照明图案能够分辨的部分，场景的、具有满足预定范围的像素深度值的部分；以及基于解调结果生成场景的环境光抑制图像。以及基于解调结果生成场景的环境光抑制图像。以及基于解调结果生成场景的环境光抑制图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】环境光抑制


[0001]本公开涉及一种用于执行环境光抑制的系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]在非侵入式测量和监测领域中，特别是在个人护理和健康应用的皮肤感测领域中，在数字创新中的探索性活动中已经有相当多的开发和投资。当前已知的皮肤测量系统保证对皮肤特征进行皮肤量化和监测，这向消费者提供与变化相关的信息，这些变化可能太小而不能检测，太微弱而不能注意，和/或太慢而不能跟随。对于可以被消费者接受的这些系统，感测方法和系统应当是敏感的和特定的。附加地，测量的稳健性对于建立消费者信任是必要的。与这种基于成像的系统相关联的一个关键问题是，当放置在不受控制的环境中(例如，在家中)时，环境照明不明确并且可能变化。
[0003]调制成像技术(诸如空间频率域成像(SFDI))是主要使用特定光图案、相移正弦图案的投影来生成可用于例如分析皮肤特性的图像的技术。具有相同正弦图案但相移的三个空间调制图像足以重建解调的AC图像，其中光的所有DC分量被排除，因此移除环境光。解调需要被记录的感兴趣对象I1、I2和I3的三个图像，其具有相同空间频率的正弦图案的投影，但每个具有相位差图像的解调可由以下公式(1)和(2)表示：
[0004][0005]M
DC
＝(I1+I2+I3)/3
ꢀꢀ
(2)
[0006]其中M
AC
是图像的AC分量(其可以被视为对应于调制照明)，并且M
DC
是图像的DC分量(其可以被视为对应于环境照明)。
[0007]作为示例，图1通过多个图像示出了环境光校正操作。具体地，图1包括初始图像110、多个调制图像120A、120B和120C，以及解调图像130和140，其示出了如何基于多个调制图像来校正环境光。在本公开的上下文中，术语“调制图像”可以指描绘被投影到场景的一部分上的调制图案的图像，并且术语“解调图像”可以指相对于所描绘的调制图案经历解调的图像。
[0008]在初始图像110中，场景仅由环境光照亮，并且可以看到脸部被不均匀地照亮。第一调制图像120A、第二调制图像120B和第三调制图像120C中的每一个调制图像与不同的相移相关联。在该示例中，第一调制图像120A与0
°
相移相关联，第二调制图像120B与120
°
相移相关联，并且第三调制图像120C与240
°
相移相关联。可以通过根据上述公式(1)和(2)对调制图像120A、120B和120C执行解调来校正初始图像110中出现的不均匀照明，以便产生AC分量130和DC分量。具体地，对在三个调制图像120A、120B和120C中捕获的三个正弦图案进行解调以获得解调图像130和140，其分别对应于AC分量130(表示解调信号的交替部分)和DC分量140(表示解调信号的恒定部分)。在这种情况下，当用投影的调制照明和环境照明两者照亮场景时，AC分量130对应于调制照明，而当用调制照明和环境照明两者照亮场景时，图像的DC分量140对应于环境照明。因此，AC分量130可被视为表示初始图像110中描绘的场景
的“环境光校正的/抑制的”版本。
[0009]注意，美国专利申请US 2019/0101383 A1公开了一种用于使用结构光来克服环境光效应而确定对象的技术。根据US 2019/0101383 A1的技术利用各种空间频率的结构光。
[0010]还注意到Bodenschatz等人在他们的论文“Diffuse optical microscopy for quantification of depth
‑
dependent epithelial backscattering in the cervix”(Journal of biomedical optics(卷21，号6，2016年6月1日))中讨论了使用不同空间频率的结构光以在不同组织深度处进行观察。

技术实现思路

[0011]在一些智能镜系统中，可以提供用于记录面部或用户身体的其他部分的图像和/或视频以用于皮肤分析的成像单元(例如，相机)。与这些系统相关联的关注点之一是潜在的或感知的隐私侵扰。在当前已知的系统中，成像单元不区分用户和背景中的其它元素，并且即使仅记录用户的面部，识别用户仍然相对容易。例如，在当前可用的系统中，使用模糊来隐藏不感兴趣的图像区域。
[0012]根据第一特定方面，提供了一种用于执行环境光抑制的系统，系统包括：图像投影单元，其被配置为将照明图案投影到场景的至少一部分上，其中照明图案是具有预定空间频率的时变空间调制图案；成像单元，其被配置为在具有预定空间频率的时变空间调制照明图案被投影到场景上时捕获场景的多个图像；以及处理单元，其被配置为：基于照明图案并且相对于多个捕获的图像中的目标区段来解调多个图像，其中目标区段对应于以下各项中的一项：在捕获多个图像时，场景的、照明图案被选择性地投影到其上的部分，场景的、投影的照明图案能够分辨的部分，场景的、具有满足预定范围的像素深度值的场景的部分，其中目标区段是成像单元的视场的一部分；以及基于解调的结果生成场景的环境光抑制图像。
[0013]在一些实施例中，图像投影单元可以被配置为仅将照明图案选择性地投影到成像单元的视场的选定部分上，并且目标区段对应于照明图案被选择性地投影到其上的场景的一部分。在这些实施例中，处理单元可以被配置为相对于目标区段解调多个图像，使得场景的所生成的环境光抑制图像仅描绘被包括在成像单元的视场的选定部分中的一个或多个元素。
[0014]在一些实施例中，成像单元可以被配置为以预定焦深捕获场景的多个图像，照明图案的预定空间频率和成像单元的预定焦深被选择为使得照明图案仅在距成像单元的焦点的一定距离内能够分辨，并且其中目标区段对应于场景的、所投影的照明图案能够分辨的部分。在这些实施例中，处理单元可以被配置为相对于目标区段解调多个图像，使得场景的所生成的环境光抑制图像仅描绘被包括视场中的、距成像单元的焦点在一定距离范围内的一个或多个元素。
[0015]在一些实施例中，处理单元可以被配置为分析多个图像以确定场景的3D深度信息。3D深度信息可以包括针对多个图像的每个像素的深度值，并且目标区段可以基于场景的3D深度信息。在这些实施例中，处理单元可以被配置为通过仅输出相对于目标区段的解调结果来生成场景的环境光抑制图像。
[0016]在一些实施例中，处理单元可以被配置为通过向多个图像应用相位掩模来确定目
标区段。
[0017]在一些实施例中，照明图案可以包括相移正弦图案，并且成像单元可以被配置为以相对于正弦图案的相位的预定相位差来捕获多个图像。
[0018]在一些实施例中，照明图案还可以包括预定步长大小的至少一个相位斜坡。
[0019]在一些实施例中，成像单元可以被配置为在照明图案被投影到场景上时捕获三组图像。在这些实施例中，三组图像中的第一组图像可以对应于正弦图案的0
°
相移，三组图像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于执行环境光抑制的系统(200)，所述系统包括：图像投影单元(210)，被配置为将照明图案投影到场景的至少一部分上，其中所述照明图案是具有预定空间频率的时变空间调制图案；成像单元(220)，具有视场，所述成像单元(220)被配置为在将具有所述预定空间频率的所述时变空间调制照明图案被投影到所述场景上时捕获所述场景的多个图像；以及处理单元(230)，被配置为：基于所述照明图案并且相对于所捕获的所述多个图像中的目标区段来解调所述多个图像，其中所述目标区段对应于以下各项中的一项：在所述多个图像被捕获时，所述场景的、所述照明图案被选择性地投影到其上的部分，所述场景的、所投影的所述照明图案能够分辨的部分，所述场景的、具有满足预定范围的像素深度值的部分；其中所述目标区段是所述成像单元的所述视场的一部分，以及基于所述解调的结果生成所述场景的环境光抑制图像。2.根据权利要求1所述的系统(200)，其中所述图像投影单元(210)被配置为仅将所述照明图案选择性地投影到所述成像单元(220)的所述视场的选定部分上，并且所述目标区段对应于所述场景的、所述照明图案被选择性地投影到其上部分，并且其中所述处理单元(230)被配置为相对于所述目标区段对所述多个图像进行解调，使得所生成的所述场景的所述环境光抑制图像仅描绘被包括在所述成像单元的所述视场的所述选定部分中的一个或多个元素。3.根据权利要求1所述的系统(200)，其中成像单元(220)被配置为以预定焦深捕获所述场景的所述多个图像，所述照明图案的所述预定空间频率和所述成像单元的所述预定焦深被选择为使得所述照明图案仅在距所述成像单元的焦点的一定距离内能够分辨，并且其中所述目标区段对应于所述场景的、所投影的所述照明图案能够分辨的部分，并且进一步地，其中所述处理单元(230)被配置为相对于所述目标区段调制所述多个图像，使得所述场景的所生成的所述环境光抑制图像仅描绘被包括在视场中的、距所述成像单元的所述焦点在所述一定距离范围内的一个或多个元素。4.根据权利要求1所述的系统(200)，其中所述处理单元(230)被配置为分析所述多个图像以确定所述场景的3D深度信息，其中所述3D深度信息包括针对所述多个图像的所述像素中的每个像素的深度值，并且所述目标区段基于所述场景的所述3D深度信息，其中所述处理单元(230)被配置为通过仅输出相对于所述目标区段的所述解调结果来生成所述场景的所述环境光抑制图像。5.根据权利要求4所述的系统(200)，其中所述处理单元(230)被配置为通过将相位掩模应用于所述多个图像来确定所述目标区段。6.根据前述权利要求中任一项所述的系统(200)，其中所述照明图案包括相移正弦图案，并且所述成像单元(220)被配置为以相对于所述正弦图案的相位的预定相位差来捕获所述多个图像。7.根据从属于权利要求4或5时的权利要求6所述的系统(200)，其中所述照明图案还包括预定步长大小的至少一个相位斜坡。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统(200)，其中所述成像单元(220)被配置为在所述照明图案被投影到所述场景上时捕获三组图像，其中所述三组图像中的第一组图像对应于所述正弦图案的0
°
相移，所述三组图像中的第二组图像对应于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：