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双摄像头 原理深度剖析

2016-08-11

双摄像头的应用主要分为:距离相关的应用,光学变焦,暗光补偿以及3D拍摄和建模。每种应用的原理都有些不同,我们就分别介绍一下相关的原理:

距离相关应用

  人眼是很容易对一个物体的距离进行定位,但当人闭上其中一个眼睛后,定位能力就会下降很多。

  双摄像头就是模拟人眼的应用。

  简单的说,测距离的话,就是通过算法算出,被拍摄物体与左/右摄像头的角度θ1和θ2,再加上固定的y值(即两个摄像头的中心距),就非常容易算出z值(即物体到Camera的距离)



  不过这也很容易推算,若两个摄像头中心距过小的话,可计算的物体距离就会很近。若想算出很远距离,就必须让左右摄像头的距离拉远。

光学变焦

  光学变焦主要是左右摄像头使用不同的FOV(可视角),这样两个摄像头取景不同。当用户需要广角照片,则用视角为85度的左摄像头取景,获得广角效果。当用户需要长焦照片,则用视角为45度的右摄像头取景,获得长焦效果。



  为了使左右摄像头拍摄的物体重叠度高,光学变焦的双摄像头模组不能像做距离应用的摄像头的模组那样距离过大,而是需要将左右摄像头摆得越近越好。

暗光增强

  其实第二篇的时刻,小编已经简单介绍过暗光增强的原理。一般来讲,做暗光增强就是将两个摄像头一个用RGBG的标准摄像头,一个用去掉RGBG 滤波片的黑白摄像头。RGBG用来获得物体的色彩,而黑白摄像头用来获得更好的进光量,来推断被拍物体的光强强度。然后将两个金宝博去金杯娱乐城融合即可获得更好的暗光增强。

只是一般来说,有两种融合方法:

  1. 以黑白金宝博去金杯娱乐城为主体,将彩色金宝博去金杯娱乐城上猎取的每个像素的颜色贴至黑白金宝博去金杯娱乐城上,将两种金宝博去金杯娱乐城融合。

  2. 以彩色金宝博去金杯娱乐城为主体,将黑白金宝博去金杯娱乐城上猎取的每个图像的光亮强度补偿到彩色照片上,将两种金宝博去金杯娱乐城融合。

  至于哪种方式更适合做融合,可能仁者见仁智者见智,就不在这展开讨论了。

  同样,做暗光增强,为了让左右摄像头拍摄的物体重叠图高,此类双摄像头模组也是要求越近越好。



  需要说明的事,华为P9 其实选用的就是这个方式的模组。

  当然有些业内人士也表示这种算法当前做的效果并不显著。暗光补偿对用户来的确很帮助,特别拍夜景的时刻。不过有些客户认为索尼和三星的Dual PD技术就非常好,更情愿用Dual PD 摄像头来做暗光补偿。

  到底是双摄像头还是Dual PD的暗光补偿效果好,大家能够比较一下华为P9和三星的Galaxy S7 edge,就会有答案了。

3D拍摄和3D建模

  3D拍摄和3D建模的算法其实跟距离应用有点类似,只是它的精度要求更高,甚至有时会需要用红外测距进行更精确的距离推断。在这里小编就不详细展开介绍了。

对ISP的要求

  提到双摄像头的算法,不得不提到ISP(Image Signal Processing 图像信号处置器),ISP主要作用是对前端图像传感器输出的信号做后期处置,主要功能有线性纠正、噪声去除、坏点去除、内插、白平均、主动曝光操纵等,依赖于ISP才能在不同的光学条件下都能较好的还原现场细节,ISP技术在很大程度上决议了现金百家乐娱乐 官网的成像质量。

  功能机时代,ISP都是做在摄像头上的,不同像素的摄像头搭配不同性能的ISP。随着现金百家乐娱乐 官网摄像头像素越来越高,对ISP性能的要求越来越高,若将ISP集成到摄像头Sensor上,势必造成摄像头的模组过大,甚至影响拍照效果。所以智能机时代,ISP一般都是在主芯片SoC上。部分品牌客户为了实现更好的效果,甚至不惜成本的外加一颗ISP用来到达更好更专业的拍照效果。

  好的拍照算法就需要搭配好的ISP,ISP和算法相辅相成,缺一不可。而双摄像头对ISP性能要求三星真人娱乐 下载安装。首先,为了使的左右摄像头的信号能够同时被处置,单一的ISP已经无法满足双摄像头的需求。这就需要双路ISP实现此功能。



  以暗光增强为例,彩色/黑白图像分别进入各自的ISP通道和校准通道,然后将两副金宝博去金杯娱乐城做匹配(如将两幅金宝博去金杯娱乐城相同的部分提取出来,去除只有一个摄像头拍到的部分),然后通过遮挡,检测,补偿等算法 处置相关的金宝博去金杯娱乐城。最后将两幅金宝博去金杯娱乐城融合起来,实现颜色的增强。当然实际上ISP配合算法做的事情,远远比这金宝博去金杯娱乐城上写的要多。小编实在不知道,就不在这误导大家了。

  当然,在这里面也有一个小小的插曲。毕竟是两个ISP,两个ISP多少有一些处置速度,处置能力不同的问题。为了保证两个ISP能在同一时间上取样,就需要双摄像头拍出来的金宝博去金杯娱乐城是同一时间拍出来的。其中一个解决措施就是让Sensor有一个同步信号引脚。将两个摄像头的同步信号对接,在每次读取金宝博去金杯娱乐城时,将金宝博去金杯娱乐城都打上一个时间戳,ISP通过时间戳,保证左右摄像头拍出来的照片在同一时间拍摄,最终再进行融合。

摄像头的接口

  一般来讲,当前的智能现金百家乐娱乐 官网的摄像头接口都是MIPI接口。之前现金百家乐娱乐 官网平台都只有2路MIPI接口,分别给前摄像头和后摄像头。做双摄像头,就要求平台至少撑腰三路MIPI接口。其实在之前的高端平台上,为了实现更高像素,已经用双路ISP了(比如为了撑腰16M的摄像头,会用2路8M能力的ISP),这类平台很有可能只有两路MIPI。但这个无法阻止工程师去做前单摄像头+后双摄像头。



  没错,加一个小小的Swtich,就能够轻松实现双摄像头。


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