Войти
Range imaging - это название набора методов, которые используются для создания 2D-изображения, показывающего расстояние в точки сцены из определенной точки, обычно связанной с каким-либо типом сенсорного устройства.
Результирующее изображение, изображение диапазона, имеет значения пикселей, соответствующие расстоянию. Если датчик, который используется для получения изображения диапазона, правильно откалиброван, значения пикселей могут быть указаны непосредственно в физических единицах, таких как метры.
Сенсорное устройство, которое используется для создания изображения дальности, иногда называют камерой дальнего действия. Камеры дальнего действия могут работать в соответствии с рядом различных методов, некоторые из которых представлены здесь.
Стереотриангуляция - это приложение стереофотограмметрии, при котором данные глубины пикселей определяются на основе данных, полученных с использованием стерео или установка нескольких камер система. Таким образом, можно определить глубину до точек сцены, например, от центральной точки линии между их фокусными точками. Чтобы решить проблему измерения глубины с помощью системы стереокамеры, необходимо сначала найти соответствующие точки на разных изображениях. Решение проблемы соответствия является одной из основных проблем при использовании этого типа техники. Например, трудно решить проблему соответствия для точек изображения, которые лежат внутри областей однородной интенсивности или цвета. Как следствие, построение изображений дальности на основе стереотриангуляции обычно может давать надежные оценки глубины только для подмножества всех точек, видимых в нескольких камерах.
Преимущество этого метода в том, что измерение является более или менее пассивным; не требует особых условий по освещению сцены. Другие упомянутые здесь методы не должны решать проблему соответствия, но вместо этого зависят от конкретных условий освещения сцены.
Если сцена освещена листом света, это создает отраженную линию, видимую от источника света. Из любой точки вне плоскости листа линия обычно выглядит как кривая, точная форма которой зависит как от расстояния между наблюдателем и источником света, так и от расстояния между источником света и отраженными точками. Наблюдая за отраженным светом с помощью камеры (часто камеры с высоким разрешением) и зная положения и ориентации как камеры, так и источника света, можно определить расстояния между отраженными точками и источником света или камерой.
Перемещая либо источник света (и обычно также камеру), либо сцену перед камерой, можно сгенерировать последовательность профилей глубины сцены. Их можно представить как двумерное изображение диапазона.
Освещая сцену с помощью специально разработанного светового рисунка, структурированного света, глубину можно определить с использованием только одного изображения отраженного света. Структурированный свет может быть в виде горизонтальных и вертикальных линий, точек или рисунков на доске. световой столик - это в основном универсальное устройство формирования изображения структурированного светового диапазона, изначально созданное для работы.
Глубину также можно измерить с использованием стандартной методики измерения времени пролета (ToF), более или менее похожей на радар, в что создается изображение дальности, подобное изображению радара, за исключением того, что вместо радиочастотного импульса используется световой импульс. Он также мало чем отличается от LIDAR, за исключением того, что ToF не требует сканирования, то есть вся сцена захватывается с помощью одного светового импульса, а не по точкам с помощью вращающегося лазерного луча. Времяпролетные камеры - это относительно новые устройства, которые захватывают всю сцену в трех измерениях с помощью специального датчика изображения и, следовательно, не нуждаются в движущихся частях. Времяпролетный лазерный радар с ПЗС-камерой с быстрым стробированием и усилением обеспечивает субмиллиметровое разрешение по глубине. С помощью этого метода короткий лазерный импульс освещает сцену, и усиленная ПЗС-камера открывает свой высокоскоростной затвор всего на несколько сотен пикосекунд. Трехмерная информация рассчитывается из серии двухмерных изображений, собранных с увеличением задержки между лазерным импульсом и открытием затвора.
Путем освещения точек когерентным светом и измеряя фазовый сдвиг отраженного света относительно источника света, можно определить глубину. В предположении, что изображение истинного диапазона является более или менее непрерывной функцией координат изображения, правильная глубина может быть получена с помощью метода, называемого фазовым разворачиванием. См. наземная интерферометрия SAR.
Информация о глубине может быть частично или полностью выведена вместе с интенсивностью посредством обратной свертки изображения, захваченного с помощью специально разработанной кодированной апертуры шаблона с особое сложное расположение отверстий, через которые поступающий свет пропускается или блокируется. Сложная форма диафрагмы создает неравномерное размытие изображения для тех частей сцены, которые не находятся в фокальной плоскости объектива. Степень размытия по всей сцене, которая связана со смещением от фокальной плоскости, может использоваться для определения глубины.
Для определения размера размытия (необходимого для декодирования информации о глубине) в Для захваченного изображения можно использовать два подхода: 1) удаление размытия захваченного изображения с различными размытиями или 2) изучение некоторых линейных фильтров, которые определяют тип размытия.
Первый подход использует правильную математическую деконволюцию, которая учитывает известный шаблон проектирования апертуры; Эта деконволюция может определить, где и в какой степени сцена стала извилистой из-за того, что не в фокусе свет выборочно падает на поверхность захвата, и обратить процесс в обратном направлении. Таким образом, сцену без размытия можно получить вместе с размером размытия.
Второй подход, наоборот, извлекает степень размытия, минуя восстановление изображения без размытия, и, следовательно, без выполнения обратной свертки. Используя метод на основе анализа главных компонентов (PCA), этот метод в автономном режиме изучает набор фильтров, которые однозначно идентифицируют каждый размер размытия; эти фильтры затем применяются непосредственно к захваченному изображению как обычная свертка. Ключевым преимуществом этого подхода является то, что не требуется никакой информации о кодированной диаграмме апертуры. Из-за своей эффективности этот алгоритм также был расширен для видеопоследовательностей с движущимися и деформируемыми объектами.
Поскольку глубина точки определяется по степени размытия, вызванной распространением света из соответствующей точки в Сцена, проходящая через всю поверхность апертуры и искажающаяся в соответствии с этим разбросом, представляет собой сложную форму стереотриангуляции. Каждая точка изображения эффективно пространственно дискретизируется по ширине апертуры.
Эта технология недавно использовалась в iPhone X. Многие другие телефоны от Samsung и компьютеры от Microsoft пытались использовать эту технологию, но они не используют трехмерное отображение.
