梳理 | 立体视觉相机的优势

作者：eCapture

编译：东岸因为@一点人工一点智能

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进入21世纪的第三个十年，我们完全可以确定相机已经深入到我们的日常生活。包括摄影师和电影制作人使用的专业相机，其他人用来捕捉日常时刻的手机相机，用来保护人身和财产安全的安全相机和跟踪相机，以及望远镜和显微镜相机……

相机的主要工作就是要提供合适的功能。它应该与你想要关注的主题准确无误，提供清晰的效果，如果用于拍摄视频或电影，则可以提供看起来自然的动作。在大多数情况下，技术现有的技术已经可以满足我们的需求。但是面对一些特定需求，现在的相机还有改进的空间。

其中一项改进是立体视觉相机——这是特制的设备，可以提供立体深度的相机解决方案，为各种机器视觉技术提供支持。

01  什么是立体视觉相机？

简单来说，立体视觉相机是一种至少有两个独立成像模块的相机，每个模块都使用自己的镜头和图像传感器。这自动为成像应用开辟了无尽的可能性。

这种相机类型背后的主要思想是模拟人类视觉的效果——使用两组独立的相机成像模块，就像我们的一双眼睛一样。这种相机设置有多种好处，例如更可靠的数据采集、更好的增强图像质量的方法、更准确的运动捕捉以及实现深度感知。

不过立体摄像机并不是什么新鲜产物。事实上，第一批可以追溯到19世纪90年代。自20世纪50年代以来，立体视觉相机被用于各种用途，如制作立体幻灯片、全景或360视图。然而，由于技术的原因，立体相机仍在不断发展。

也许与立体视觉相机相关的最著名的“发明”是3D视觉技术。它覆盖了两个视差图像的视图，以产生深度错觉。现在，当我们想到3D技术时，脑海中浮现的主要是戴着一副偏光眼镜在影院观看3D电影。但如今，立体3D视觉技术在机器视觉领域发挥着关键作用，并在与人工智能（AI）合作时扩展到了无边界领域。

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02  立体视觉相机与单镜头相机

首先想到的是单镜头相机。事实上，大多数相机都是单镜头的。不过，这里的问题不在于立体相机是否优于单镜头相机，而在于它们是否有潜力表现得更好。

毫无疑问，立体视觉相机比单摄像头更有潜力。与立体视觉相机不同，单镜头相机只有一个镜头可以依靠。如果有任何东西阻碍了单台相机的视觉或出现故障，就没有其他镜头来支持其性能。单镜头相机也只能捕捉到这么多——它只能从一个有利的角度呈现物体，提供有限的视野。

两者之间的另一个区别是，立体相机捕捉的数据量更大，因此它们产生的遮挡更少，并提供互补的数据光谱。与此相比，单个相机无法在前场景对象阻挡表面遮挡的情况下捕获数据。两个成像模块同时工作的立体视觉相机依靠双视图来收集数据：可以通过左右图像数据的像素进行三角测量。

03  立体视觉相机的主要优点

3.1 更宽的视野

由于它有两个镜头和两个传感器，立体视觉相机可以捕捉到更宽阔的视野。这使得相机能够从两个不同的角度观察物体，并更好地观察物体的周围环境。考虑到这一点，立体相机所产生的效果是单相机的两倍。

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3.2 更少的遗漏

如果两个成像模块中的一个对物体的视觉模糊，或者其中一个由于任何原因无法捕捉到物体，则另一个镜头可以接管并进行补偿。因此，它将以更少的遗漏提供更全面的结果。它还捕捉到了物体及其周围环境的更全面的完整图像。

3.3 更高质量、更精确的输出

在立体视觉相机中，当涉及到条纹感知时，所包括的成像模块相互补偿。也就是说，他们将能够拾取图像的模糊边缘，并使用先进的处理算法来“填补空白”。这意味着最终的结果将明显减少噪音。相反，它会更敏锐、更真实。

3.4 启用深度和纹理感知

立体视觉相机的两个成像模块将从两个不同的角度观察物体。因此，他们将能够通过比较它们之间的细节来创建深度感知并改善纹理感知。无论结果是单个图像还是流视频，立体视觉技术都将能够提供更生动、逼真的呈现。

3.5 连续帧之间更流畅的连接

如果是拍摄视频，立体视觉的两个镜头将允许连续的帧更好地相互融合。这将对现实生活中的动作进行更准确的描绘，并为电影实验和创造性的视觉效果提供理想的支持。