3d图像的成像原理,3D成像原理

　　TOF和双目结构光的对比在重量级币首次到来之前就有介绍，深度相机的应用方案中也有结构光的拍摄方案。今天，边肖将和你们谈谈结构光，顺便让我们来比较一下这三者。

　　星标

　　结构光技术是利用事先设计好的离散光斑、条纹光、编码结构光等具有特殊结构的图案，将图案投射到三维空间物体表面，然后用另一台摄像机观察三维物理表面成像的畸变的技术。如果将结构光图案作为平面投射到物体表面，则结构光图案与观察成像中的投射图案相似，没有变形，但随距离有一定的尺度变化。但如果物体表面不平整，观察到的结构光图样会因物体表面的几何形状而产生不同的应变变形，距离也不同。根据已知的结构光图案和观测到的应变，可以基于算法计算出被测物体的三维形状和深度信息。

　　结构化3D成像技术主要由四部分组成：

　　1)不可见红外(IR)光发射模块)用于向目标发射特别调制的不可见红外辐射。

　　2)不可见光红外(IR)接收模块)接收目标反射的不可见光，通过计算获得目标的空间信息。

　　3)透镜模块)普通透镜模块用于2D彩色成像。

　　4)图像处理芯片)将普通镜头模块拍摄的2D彩色图像和红外接收模块获取的三维信息集合，通过算法进行适当处理，得到具有三维信息的彩色图像。

　　置顶

　　下表综合比较了双目立体视觉、结构光、TOF三种可以测量深度(距离)的技术方案。

　　(点击查看大图)

　　通过以上对比分析，TOF方案具有响应速度快、深度信息准确度高、识别距离范围广、不易受环境光干扰等优点。因此，TOF方案是直接在移动终端上实现深度测量的最有竞争力的方案。

　　结构光

　　代表手机：Lenovophab2。

　　目前唯一能买到直接深度测量的智能手机是Lenovophab2，将于2016年11月上市。是全球首款支持Google project tango技术的手机，深度摄像头采用TOF技术方案，pmmo。

　　华硕还宣布将于2017年推出深度拍照手机Zenfone AR。它被称为世界上第一款同时支持GoogleprojectTango(ar)和daydream (VR)的手机。

　　iPhone8也会使用深度摄像头，但收购PrimeSense还是有目的的。我很期待。

　　双目视觉 Vs 结构光 Vs TOF

　　深度相机有着广泛的应用。比如手势识别、生物人脸识别、空间测距、3D重建、AR(增强现实)等未来几年将快速商业化的领域。

　　典型手机

　　TOF深度相机可以将人脸、身体、手臂、手指从背景中分离出来，不受自然光变化的影响，可以实时处理。在智能交互领域非常有用。预计近几年将迅速进入家电领域。

　　深度相机应用

　　下图是Phab 2的AR游戏。因为二维图像结合了实时的深度信息，所以AR游戏的体验更加真实。例如，虚拟猫可以在实时空间中通过深度感知来“感受”空间的相对位置。走到桌边，自然会扑到地上。这在之前的AR游戏中很难实现。

　　1、手势识别。

　　因为可以实时获得深度信息，自然可以实现三维空间测量。比如在室内装修领域，各种虚拟家具可以很容易地按照它们的真实尺寸摆放在真实环境中，用户可以在家里用手机体验360的真实效果，这绝对会是一个令人兴奋的应用场景。

　　2、真实的AR游戏体验。

　　可用于3D物体和K建模以及机器人视觉导航和定位。例如，要查看喜欢的雕塑，您可以用手机的彩色摄像头扫描一周，并结合适当的算法生成雕塑的3D模型数据，然后您可以

　　具有深度信息的三维图像可用于活体人脸识别，避免了传统二维人脸识别的安全隐患。更方便的进行人体三维测量，从而推动虚拟在线试衣行业的发展。

　　随着深度测量技术的发展，必然会有更多有趣的应用场景。

　　5、更广泛的其他应用。

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　　扩展模块安装、SFM算法、立体视觉、目标跟踪、生物视觉、超分辨率处理

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　　交换组

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