近日，東芝成功開(kāi)發(fā)出使用單反相機拍攝一次即可同時(shí)獲取彩色圖像和距離圖像的攝影技術(shù)，通過(guò)全新鏡頭設計與圖像處理技術(shù)的結合，實(shí)現了可與立體相機媲美的高精度距離檢測。該技術(shù)已于2016年6月8日在日本橫濱舉辦的第22屆“SSII2016圖像傳感交流會(huì )”上正式發(fā)布。
近年來(lái)，越來(lái)越多的機動(dòng)車(chē)開(kāi)始在車(chē)頭、車(chē)尾以及側面搭載多個(gè)攝像機或傳感器，在自動(dòng)駕駛等駕駛輔助技術(shù)領(lǐng)域取得了迅猛發(fā)展，同時(shí)，基于無(wú)人機和機器人遠程操控的基礎設施維護日益盛行，這些設備搭載的影像感應器發(fā)揮著(zhù)日益重要的作用。但是，在拍攝普通的二維影像以外，有時(shí)還需要掌握對象物體的形狀、動(dòng)作、距離等動(dòng)態(tài)三維空間的情況。
截至目前，人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出立體相機注1、紅外深度傳感器注2、超聲波傳感器注3、毫米波雷達注4、LiDAR注5、SfM技術(shù)注6等各種各樣的距離測量技術(shù)。但以立體相機為例，為了獲得高精度的測量結果，需要將兩臺相機的間距設定在30cm左右，這不利于實(shí)現設備小型化。另外，紅外深度傳感器和超聲波傳感器分別需要向對象物體照射紅外圖案和超聲波，無(wú)法測定距離數十米以外的物體。而毫米波雷達和LiDAR不僅成本偏高，也難以實(shí)現小型化。此外，SfM技術(shù)，由于需要移動(dòng)相機進(jìn)行拍攝，再通過(guò)多張圖像進(jìn)行距離測量，對于運動(dòng)中的物體而言，難以確保距離檢測的精度。
綜上所述，現有的各種距離傳感器各有優(yōu)劣，難以在小型化、低成本的基礎上實(shí)現高精度的距離檢測。
為此，東芝采用獨自研發(fā)的彩色濾鏡與圖像處理相結合的方式，開(kāi)發(fā)出可從一張單反相機拍攝圖像中獲取彩色圖像與高精度距離圖像的攝影技術(shù)。具體而言，即在鏡頭前端的開(kāi)口部位安裝由藍色與黃色鏡片構成的東芝獨有的彩色開(kāi)放式濾鏡，根據與物體之間的距離形成虛化和顏色偏移，再通過(guò)分析從一張攝影圖像中獲得的虛化與顏色偏移，即可對每一個(gè)像素與物體之間的距離進(jìn)行檢測。這種彩色濾鏡可透過(guò)有利于提高亮度的綠色光，有效抑制了圖像畫(huà)質(zhì)的劣化。使用市售相機進(jìn)行測試后的結果表明，通過(guò)單反相機拍攝的圖像，即可獲得與相機間距35cm的立體相機相媲美的距離精度。這項技術(shù)采用鏡頭與圖像處理相結合的方式，用戶(hù)即便使用普通的影像感應器也可完成。
未來(lái)東芝將繼續推進(jìn)相機小型化和圖像處理高速化研發(fā)，力爭早日實(shí)現新技術(shù)實(shí)用化。
（注1）使用兩臺相機進(jìn)行拍攝，利用三角測量法檢測距離。
（注2）照射紅外圖案，使用紅外相機進(jìn)行拍攝，根據紅外圖案的偏移檢測距離。
（注3）發(fā)射超聲波，根據反射波的接收時(shí)間檢測距離。
（注4）發(fā)射毫米波，根據反射波的接收時(shí)間檢測距離。
（注5）Light Detection and Ranging 照射激光，根據反射波的接收時(shí)間檢測距離。
（注6）Structure from Motion 移動(dòng)相機進(jìn)行拍攝，根據多個(gè)角度的圖像計算距離。
