4、图像捕获、表示与3D深度处理技术解析

图像捕获、表示与3D深度处理技术解析

一、图像捕获技术

（一）衍射光栅成像

衍射光栅是一种照明编码设备，该技术可通过并行捕获窄孔径衍射光栅的一系列低分辨率图像，在减小探测器尺寸的同时提供更高分辨率的图像。衍射光栅能够从相同的传感器数据中生成广泛的信息，包括深度信息、提高像素分辨率、视角位移以及在拍摄后实现多焦平面聚焦。

光结构或编码元件有多种配置方式：
1. 物体侧编码 ：靠近拍摄对象。
2. 光瞳面编码 ：靠近物体侧的镜头。
3. 焦平面编码 ：靠近探测器。
4. 照明编码 ：靠近照明器。

（二）飞行时间（TOF）传感器

TOF传感器通过测量红外光传播和反射的时间来工作，它是一种测距仪或激光雷达。一些单芯片TOF传感器阵列和深度相机解决方案已经出现，如Kinect深度相机的第二代产品。

其基本原理是在已知时间向场景发射红外光（如通过脉冲红外激光），然后测量每个像素处光返回的时间。高端系统在数百米范围内可实现亚毫米级精度，具体精度取决于使用条件、设计方法和红外激光的功率。

TOF传感器的每个像素包含多个有源组件：
1. 红外传感器阱 ：用于检测红外光。
2. 定时逻辑 ：测量从照明到检测红外光的往返时间。
3. 光闸 ：用于同步电子快门和脉冲红外激光。