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结构光图片和普通图片什么区别

发布时间: 2022-07-27 19:20:49

‘壹’ 结构光技术是用来做什么的

它是一个视觉原理,是通过一个光源投射出一束结构光,打到想要测量的物体上表面,因为物体有不同的形状,会对这样的一些条纹或斑点发生不同的变形,有这样的变形之后通过算法可以计算出距离、形状、尺寸等信息从而获得物体的三维图像。
3D结构光技术既不需要用很精准的时间延时来测量又解决双目中匹配算法的复杂度和鲁棒性问题,所以具有计算简单、测量精度较高的优势;而且对于弱光环境、无明显纹理和形状变化的表面同样都可进行精密测量。

‘贰’ 同样是3D传感技术,TOF和结构光到底哪一个更具有优势

3D结构光的原理,是发射衍射光斑到物体上,传感器接收到发生形变的光斑,从而根据光斑形变的量来判断深度信息。它所发射的衍射光斑在一定距离外能量密度会降低,所以不适用于远距离的深度信息采集。

而TOF技术是发射的不是散斑,而是面光源,所以在一定距离内,TOF的光信息不会出现大量的衰减,同时TOF感光元件的Pixel非常大,达到了10μm,对于光的采集有足够的保障,理论上只要提高发射端的功率,TOF的使用距离会非常远。


最后,TOF 3D还有一个优势,其对于基线的要求基本为零,所以在机身ID设计上更加灵活,为未来手机形态提供了更多可能。

所以TOF更有优势。

‘叁’ 3D视觉技术又是什么

前段时间国内备受关注的两大手机品牌,苹果、华为相继发布2019年度最新旗舰手机。无论是iPhone 11还是华为Mate 30 Pro,两者均基于3D传感技术进行深度强化。3D传感究竟有何魅力,竟让一众主流手机品牌如此钟情?

智能手机厂商钟情3D传感摄像头

2017年起至今苹果一直推崇基于3D传感技术的Face ID,由此实现安全快捷的3D面部识别,可极大提升验证和支付等环节的便利性。为了实现3D传感与全面屏的完美融合,OPPO Find X采用的是全隐藏式3D摄像头模组,在解锁时镜头自动弹出进行3D人脸识别,独特的伸缩设计至今仍被众多用户津津乐道。

(手机前置摄像模组里面的3D传感模组)

当前应用在手机端的3D传感技术方案主要为3D结构光及TOF(光飞行时间法),苹果、OPPO Find X、小米以及华为Mate20 Pro设计上使用的3D结构光技术,OPPO R17 Pro、华为Mate 30 Pro、vivo陆续加入新的尝试,其3D深感摄像头均采用TOF技术。基于3D传感应用的创新体验彻底打开了人们的想象空间,手机厂商加速布局的原因正是看重其赋能智慧终端“看懂”世界的能力。

3D视觉技术:结构光和TOF有何区别?

什么是3D视觉技术?即是通过3D摄像头能够采集视野内空间每个点位的三维座标信息,通过算法复原智能获取三维立体成像,不会轻易受到外界环境、复杂光线的影响,技术更加稳定,能够解决以往二维体验和安全性较差的问题。目前的智能手机领域采用的3D视觉技术解决方案主要是:3D结构光(Structured Light)和TOF飞行时间法(Time-of-Flight)。

(3D传感技术可感知物体的3D结构)

3D结构光(Structured Light)是将激光散斑图像投射到物体表面,由摄像头接收采集物体表面反射的信息,根据物体造成的光信号变化计算出物体位置和深度信息,识别精度能达到1mm,在性能相当的情况下,结构光比ToF消耗的功耗更少。目前苹果全系支持Face ID的机型、市面上主流的3D刷脸支付均为3D结构光技术,更为适合应用在近距离面部识别验证等场景。

TOF飞行时间法(Time-of-Flight)则是通过专用传感器,捕捉近红外光从发射到接收的飞行时间差来判断并计算出物体的距离信息,这种方式具有实时性较好的特点,相对3D结构光算法比较简单,可测量较远距离(一般在100m 以内),比如华为Mate 30 Pro推出的“隔空操控”操作功能便基于TOF技术捕捉手势动作,相对来说TOF 更加适合远距离的应用。两种技术解决方案各有优势,适配于不用的应用需求及其领域,可以肯定的是,3D视觉技术已经成为智能终端必不可少的AI“慧眼”。

国内3D视觉技术发展现状

3D视觉技术在众多领域具有极高的战略意义,国内一些雄厚技术实力的企业群雄并起,在该领域展开深入研究,目前中国3D人脸识别落地应用居全球领先水平。 值得一提的是,国内3D视觉技术独角兽奥比中光,是唯一可实现量产结构光3D传感摄像头的中国企业,3D传感专利数与苹果、微软等并列世界前三,其3D视觉模组、算法以及配套解决方案可广泛适配于多品牌、多形态的智能终端,更是为3D视觉领域发展开拓广泛的应用场景。比如OPPO Find X、支付宝刷脸支付便是采用奥比中光3D视觉模组的方案。

(国内首条刷脸乘车地铁采用奥比中光3D人脸识别技术)

神通广大的3D视觉技术

除了在旗舰手机以及刷脸支付、刷脸过闸机领域的应用场景布局之外,3D视觉方案几乎无所不能,在智能家居、智能安防、汽车电子、工业测量、新零售、智能物流等领域发挥重要作用,堪称赋能产业创新的最大推力。

以我们每个人息息相关的智能家居领域为例,3D视觉可以令智能家电获得感知物体形态和距离的能力,为机器人增加“眼睛”智能识别不同物体的分类等;3D视觉所衍生的手势识别、骨骼识别可以让你用手势操控家电,开启智能家居的新时代。

而在工业自动化领域,3D视觉技术同样有着巨大的商业价值。当机械臂或者机器人利用3D感知物体的大小、形态之后,可以实现对不同形状的物体进行高度自动化操作,不再局限于处理单一形态的物体,驱动工业生产力迎来创新变革。

不难看出,无论是在涉及衣食住行的民用领域,还是在提高生产效率的工业领域,3D视觉对于提升终端智慧化程度极为关键,这也便解释了为什么众多手机品牌如此钟情于3D视觉技术。一句赋能智慧终端“看懂”世界颇具深意,3D视觉技术在未来大有可为。

‘肆’ 结构光(structured light)和片光(sheet of light)的区别百度百科的介绍略显不清晰

我学机械的,貌似我们用这个结构光去检测工件表面是不是合格时用的。结构光准确的来说是一种系统。使用时,我们利用激光发生器或者投影仪都行,向工件表面射出一道平行光线,因为任何工件表面都不是绝对光滑的,一定会存在粗糙度,所以工件表面每点对光反射的效果不同。我们利用摄像头接受那个反射出来的光,根据物体表面造成的光信号的变化来计算物体表面的每点深度等信息,进而复原整个表面的实际三维图像。这么说吧,你看着表面是平的,即使是镜面,它也是存在粗糙度的,我们用结构光做过实验,镜面的三维图像就像丘陵一样,也是凹凸不平的。片光的定义我不是太懂,不过我们倒是用过激光片光。具体来说呢,就是利用激光发生器发出一束光,利用棱镜转化成那种细长的,像线一样细的光条,然后用它去扫过工件表面,激光器是与计算机连着的,扫描一次后,利用软件就可以复原工件表面实际图像了,类似结构光,也是一种检测系统。希望可以帮到你。