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3d深感攝像頭是什么意思？

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你好，我是科技一桿槍，很高興跟大家交流科技領(lǐng)域問題 。我們發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在推出的具有競爭力的智能手機都搭載了一顆3D深感攝像頭，這種深感攝像頭不僅用在手機端，同樣在智能汽車的自動駕駛上、需要人臉識別的場景下、以及制作電影特效捕捉等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用 。那么什么是3D深感攝像頭呢？又起到什么作用呢？3D深感成像傳感技術(shù)當(dāng)前主流的3D成像傳感技術(shù)主要有三類：雙目立體視覺技術(shù)、結(jié)構(gòu)光技術(shù)和TOF飛行時間技術(shù)，他們有各自的優(yōu)缺點及適用范圍 。
1、雙目立體視覺（Binocular Stereo Vision）這種技術(shù)靈感源自人類的雙眼，是一種利用視差原理來獲取空間深度感知，從而進行3D成像的技術(shù) 。我們知道人的兩只眼睛看到的物體是存在一定差別的，假設(shè)是兩張圖像，雙目立體視覺就利用這種視差，用兩個攝像機來捕捉圖像，建立特征點在兩張圖像之間的對應(yīng)關(guān)系，進而繪制出特征點在三維空間內(nèi)的位置 。
見下圖：雙目立體視覺技術(shù)原理簡單，成本較低，近些年在機器人視覺系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛，同時在測繪、醫(yī)療成像和工業(yè)檢測等領(lǐng)域中也有著不同程度的應(yīng)用 。但是它的缺點也很明顯，雙目成像無法獲知目標點準確的深度距離，精度較差，所以在智能手機端并沒有應(yīng)用 。2、結(jié)構(gòu)光技術(shù)（structured light）結(jié)構(gòu)光的意思就是將光線結(jié)構(gòu)化，使其具有一定的結(jié)構(gòu)特征 。
這里面需要用到紅外激光發(fā)射器和采集攝像機，激光器發(fā)出的光經(jīng)過預(yù)定的光柵或者其他設(shè)備產(chǎn)生出結(jié)構(gòu)特征的光線，投射向被測向物體表面，再由一組或多組攝像頭采集被測物體的表面獲取圖像信息，由計算機系統(tǒng)對采集的信息進行深入處理成像 。相比于雙目視覺技術(shù)來講，結(jié)構(gòu)光可以得到準確的距離信息，優(yōu)勢在于效率高、低能耗、成像分辨率高，適合靜態(tài)場景的應(yīng)用，所以廣泛應(yīng)用在人臉識別和人臉支付等場景 。
結(jié)構(gòu)光技術(shù)的缺點是覆蓋距離太短，識別深度在1.2米以內(nèi)，故而可以應(yīng)用在手機前置自拍上，比如iPhone X的攝像就采用了結(jié)構(gòu)光技術(shù) 。3、飛行時間技術(shù)（Time Of Flight）飛行時間技術(shù)顧名思義就是說測量光在空中飛行的時間的技術(shù)，是指由TOF傳感器向目標物體發(fā)射經(jīng)調(diào)制的脈沖型近紅外光，在被物體反射后，再由TOF傳感器接收反射回的光線，通過計算光線發(fā)射和反射時間差或相位差，來確定被拍攝物體和鏡頭、環(huán)境之間的距離，以產(chǎn)生深度信息，再結(jié)合計算機處理來呈現(xiàn)三維影像 。
TOF可能是大眾了解度較高的技術(shù)，主要是得益于它在手機攝像頭上的大量應(yīng)用 。TOF技術(shù)相對來說，具有測量精度高、刷新率fps高、抗干擾性強、覆蓋范圍遠等優(yōu)點，成像識別距離可以達到5米左右，比結(jié)構(gòu)光技術(shù)遠得多，并且在捕捉動態(tài)成像上表現(xiàn)出色 。這也是它在手機攝像矩陣中占據(jù)一席的原因之一，除此以外，TOF技術(shù)還應(yīng)用在掃描成像、VR/AR等領(lǐng)域 。
TOF深感鏡頭測距原理以上三種技術(shù)最有前景的當(dāng)屬TOF技術(shù)，很多廠商也在從雙目、結(jié)構(gòu)光技術(shù)向TOF技術(shù)轉(zhuǎn)變，下面就以TOF技術(shù)展開講解 。前面說了飛行時間技術(shù)的基本過程，那么它應(yīng)用在移動端的3D深感鏡頭又是如何工作的呢？1、TOF深感鏡頭基本結(jié)構(gòu)一套TOF深感鏡頭包括光源、光電探測器、脈沖發(fā)射單元和邏輯處理器 。
光源通常采用紅外線，脈沖裝置多用是讓光源可以連續(xù)不斷的發(fā)射調(diào)制的紅外光，照射到目標物體上，并接收源源不斷的反射光線 。2、光的飛行時間如何測量我們根據(jù)速度公式：c=d/t，c為光速，d為距離，t為時間 。那么我們測量出光線在發(fā)出及返回之間使用的時間，再乘以光速就是距離 。但是我們知道光的速度是3x10^8m/s，對于這么快的光速，那么對時間的測量精度就需要達到皮秒級，這就要求電子計時器要有數(shù)百GHz的時鐘頻率 。

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