【技術】淺談3D深度攝影機與應用(2/3)

2024-04-24

一、深度攝影機原理

我們生活的世界是一個3D立體的空間，人類最重要的感知器官–眼睛，既可以為人類提供五顏六色的色彩資訊，也可以在大腦中形成距離感，讓我們可以感知到一個立體的世界。

在過去的幾十年裡，機器視覺和數位成像技術有了長足的進展，為社會各行各業賦予巨大的能量，人們的生活、工業自動化、航空航太等領域都開始與影像和視覺技術進行了廣泛的連結。

機器視覺領域從萌芽到成長，以彩色視覺留存為切入點的2D影像技術經歷了從類比到數位，從靜態到動態，從單色到彩色的演進過程。

當前的3D視覺技術是人類為了提升機器視覺的維度，將立體影像呈現在眼前，可以滿足以往2D視覺難以實現的應用場景，如Face ID，手機，VR/AR，工業視覺等方向，在各行各業開始新一次的視覺革命！

左側傳統彩色相機所拍攝出的影像，右側立體視覺技術所展示出來的影像是一個由每個圖元點到相機的距離值組成的。

為了更好的呈現距離的差異，通常會將不同的距離值映射到色域空間，這樣使用者更容易理解深度圖像的含義，如下圖所示：

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二、深度攝影機有三種主流原理

1. 立體視覺：基於人眼視差的原理，在自然光源下，透過兩個或兩個以上相機模組從不同的角度對同一物體拍攝影像，再進行三角測量法等運算來取得與物體之間的距離資訊。

2. 結構光：對物體發射特定圖案的光斑，再經由攝影機來接收物體表面上的光斑圖案編碼，比對與原始投射光斑的異同，並利用三角原理計算出物體的三維座標。

3. 飛時測距（TOF）：是一種主動式深度感測技術，其原理為透過紅外線折返的時間去計算跟物體之間的距離，以得出3D景深圖。基本零組件包括IR發射器、IR接收器、RGB相機模組和感光元件或感應陣列。

三、熱門款式比較表

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