随着计算机技术的不断普及和发展,计算机的形态种类不断丰富,人们对计算机的人机交互友好性和易用性提出了越来越高的要求。深度成像技术作为自然入机交互中重要的输入技术,也越来越受到人们的关注。为了更加适应移动终端和可穿戴设备,如何使深度成像计算开销更小、设备更加易于实现,则成为了我们研究的重点。本文针对近距离(20-60cm)的自然人机交互场景,建立了一个基于结构光和红外强度的单目深度成像系统。该系统主要由三部分构成：随时间开闭的结构光部分、照明可调的红外光部分、以及单目CMOS图像采集部分。在功能实现上,首先利用结构光点阵对深度距离进行5cm范围的粗分辨；其次,在结构光照明关闭的条件下,针对每一个5cm的区间选择合适的红外光照明强度,依据图像灰度信息及光强的平方反比定律训练出了深度细分辨曲线。最后,通过实验测试了系统的深度分辨精度。实验证明,在46cm深度处,我们的深度成像系统可以分辨出5mm的深度差异,基本达到1%的精度要求。在结构安排上,首先介绍了人机交互的发展和自然人机交互的应用,总结了主流深度成像技术的原理和研究现状；其后分析了近距离自然人机交互场景的特点和其对深度成像系统的要求,给出了两步式深度成像方法的流程和整体设计方案；随后从图像采集模块、结构光模块和红外照明模块三个部分具体分析了系统的精度实现,完成了具体器件选型和光机系统设计；最后建立了训练实验系统和精度测试实验系统,对我们的方法进行了实验验证。