| cyqdesign | 2008-03-21 18:03 |
斯坦福大學(xué)研制高清三維相機(jī)我們不僅可以拍攝二維圖像,而且可借此獲得更具價(jià)值的“深度電子圖像”,即它可體現(xiàn)出從照相機(jī)到被拍攝實(shí)物之間的距離,也就是所謂的超級(jí)三維圖像. 斯坦福大學(xué)電子工程學(xué)教授阿巴其·埃爾·加邁爾(Abbas El Gamal)及其研究團(tuán)隊(duì)目前就 正研究這樣的數(shù)碼三維相機(jī)，以設(shè)計(jì)他們所謂的“多光圈圖像傳感器”(multi-aperture image sensor)。這些研究人員把該傳感器的像素單位縮小至0.7微米，比標(biāo)準(zhǔn)數(shù)碼相機(jī)的像素單位小數(shù)倍。研究人員把每個(gè)256像素排列到一起，然后再在每 個(gè)排列上面放置一個(gè)微型鏡頭。 參與這項(xiàng)研究的還包括斯坦福大學(xué)研究生基思·菲弗(Keith Fife)和另一位電子工程學(xué)教授菲利普·王(Philip Wong)。菲弗對(duì)此表示：“上述傳感器就好比在單一芯片上放置了大量相機(jī)�！睋Q句話說(shuō)，如果他們的300萬(wàn)像素原型芯片把所有微型鏡頭都放置到位，則最 多添加1.2616萬(wàn)個(gè)“相機(jī)”。 應(yīng)用廣泛 如此一來(lái)，如果我們用上面所說(shuō)的相機(jī)來(lái)拍攝人臉，除了能得到普通的標(biāo)準(zhǔn)圖像外，我們還可精確 記錄照相機(jī)與眼睛、鼻子、耳朵、下巴等局部器官之間的實(shí)際距離。該相機(jī)最為明顯的應(yīng)用前景是：可用于安全檢測(cè)領(lǐng)域的臉部識(shí)別。除此之外，該“深度信息”相 機(jī)還有著更為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，如生物學(xué)成像、三維打印、建立三維目標(biāo)、設(shè)計(jì)人體在虛擬世界的景象、以及三維建筑模型設(shè)計(jì)等等。 這項(xiàng)三維圖像技術(shù)可以對(duì)任何物體進(jìn)行拍攝，而無(wú)論其距離遠(yuǎn)近。在拍攝完成之后，人們還可對(duì)圖 像散焦(defocus)部分通過(guò)電腦軟件進(jìn)行編輯處理。在了解到被拍攝物體的實(shí)際距離后，機(jī)器人就可獲得比人類更好的視覺(jué)空間感，從而使機(jī)器人能夠勝任 更為精確的操作任務(wù)。菲弗說(shuō)：“今后人們將可借此解決大量操作難題”。這三位研究人員的相應(yīng)論文發(fā)布在今年2月版的《電氣電子工程師協(xié)會(huì)和國(guó)際固態(tài)電子電 路會(huì)議技術(shù)摘要》(IEEE ISSCC Digest of Technical Papers)期刊上。 這種多光圈相機(jī)外觀與普通數(shù)碼相機(jī)并無(wú)多大差異，甚至看起來(lái)與體積更小的手機(jī)攝像頭更為相似。菲弗表示，隨著手機(jī)技術(shù)的發(fā)展，拍照已成為手機(jī)的重要功能之一，“目前大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)其實(shí)是安裝在手機(jī)當(dāng)中�！� 工作原理 普通數(shù)碼相機(jī)的主鏡頭(也稱客觀鏡頭)直接把所有拍攝的圖像聚焦在該相機(jī)的圖像傳感器上面，傳感器則記錄相應(yīng)圖像。與普通數(shù)碼相機(jī)不同，三維相機(jī)的主鏡頭卻負(fù)責(zé)聚焦在圖像傳感器排列上部40微米處的圖像。如此一來(lái)，所拍攝圖片的任何一點(diǎn)將至少被四個(gè)小型相機(jī)拍攝，從而產(chǎn)生出重疊影像，每個(gè)影像都來(lái)自不同視角，就像人的左眼與右眼所視物體角度存在差異一樣。  用于多光圈三維圖像傳感器的測(cè)試平臺(tái) 如此便會(huì)產(chǎn)生出詳細(xì)的深度圖像，雖然從照片本身并看不出來(lái)，但我們可以通過(guò)電子儲(chǔ)存方式來(lái)保 存它們。也就是說(shuō)，它們是一種景物虛擬模式，僅可以通過(guò)計(jì)算設(shè)備進(jìn)行處理。菲弗說(shuō)：“利用三維相機(jī)，我們可以獲得二維相機(jī)無(wú)法拍攝的東西。比如說(shuō)，我只想 看看這個(gè)距離下的特定物體，這樣我們就可把它單獨(dú)調(diào)出來(lái)，然后把其他不相關(guān)的東西從畫面上抹去�！� 當(dāng)然，該三維相機(jī)也可以不配置主鏡頭。如此一來(lái)，在傳感器對(duì)被拍攝物體進(jìn)行記錄時(shí)，每一個(gè)微型相機(jī)將在沒(méi)有主鏡頭的情況自行完成拍攝活動(dòng)，這樣就可拍攝一些極小的畫面，如確定實(shí)驗(yàn)老鼠神經(jīng)活動(dòng)的具體位置等。 在此之前，其他一些科學(xué)家也在嘗試通過(guò)其他方式來(lái)創(chuàng)建“深度圖像”。如有的使用智能軟件來(lái)檢測(cè)普通二維圖像的邊緣、陰影或焦距等元素，并以此判斷所拍攝物體與相機(jī)之間的距離。還有的在單一鏡頭前加上多棱鏡。其他方式還包括使用激光、多角度圖像拼合等方式。 | |