苹果的3D立体成像专利

日期:2017-11-03 / 人气: / 来源:未知

 
      Apple发明了可用于拍照和录像的杀手级3D立体成像照相机。开发中的新照相机将利用深度传感器,如LIDAR,RADAR和激光,来合成立体色差图产生3D立体影像。此外,这种相机将使用先进的色差、亮度传感器获取高色差精度。那样还不够,新相机将不仅包含面部识别还包含了表情识别功能。Intel在2010年即声称3D革命即将来临,显然Apple想要成为最早采用这种杀手级3D相机的公司之一。可能其他公司在3D相机上会打败Apple成为市场第一,但今天的发明所描述的技术将明确地为iOS设备提供杀手级3D图像,而且仅支持Apple的具有革命性的视网膜显示屏。Apple的革命性体验才刚刚开始,这种能在iPad屏幕上浏览3D图像、照片和视频的能力,其革命性体验将进一步引爆我们的大脑。
      现存的三维图像捕捉设备,如数码相机、摄像机,能获取有限的捕捉范围内物体的3D立体视觉信息。例如,一些成像设备能提取关于捕捉范围内物体近似的深度信息,但不能获得关于这些物体表面的详细几何信息。一些传感器能估算捕捉范围内物体的距离,但不能精确产生物体的3D形状。或者另外一些设备能获取和产生捕捉范围内物体表面的详细信息,但不能提取深度信息。因此,这些传感器不能区分一个靠近传感器的小物体和远离传感器的大物体。Apple的发明是关于利用一个或多个专用相机捕捉3D立体图像的系统、装置和方法。根据Apple描述,一个方案是一个3D相机捕捉至少一张包含一个或更多个物体的图像,包含一个第一传感器捕捉偏振图像,这个第一传感器包含一个相机和一个偏振滤镜与之相连;一个第二传感器捕捉第一张无偏振图像;一个第三传感器捕捉第二个无偏振图像;至少一个处理模块利用不少于第一张和第二张无偏振图像来取得所拍摄的一个或更多个物体的深度信息,处理模块进一步联结偏振图像、第一张非偏振图像和第二张非偏振图像形成合成的三维图像。另一个方案是用三维成像装置捕捉至少一个含一个或更多物体的图像,包含:一个第一传感器捕捉偏振色差图像和确定所拍摄一个或更多物体的表面信息,一个第一传感器包含一个色彩成像设备和与之相连的一个偏振滤镜;一个第二传感器捕捉第一个亮度图像;一个第三传感器捕捉第二张亮度图像;至少一个处理模块利用不少于第一张、第二张亮度图像并联结偏振色差图像获取取所拍摄的一个或更多个物体的深度信息,利用表面信息和深度信息形成合成的3D立体图像。还有一个方案的形式是一个物体至少采集一张图像的方法,包含:捕捉物体的一张偏振图像;捕捉物体第一张非偏振图像;捕捉物体的第二张非偏振图像;从不少于第一张和第二张非偏置图像中获取物体深度信息;确定物体的多个表面法向,这些表面法向是从偏振图像中取得;用深度信息和这些表面法向合成三维图像。
      Apple称在一些实施方案中,会配备图像传感器将采集的图像转换或帮助转换成数字图像数据。图像传感器将置于多种电子设备中,包括(不仅限于)数码相机,个人电脑,个人数字助理(PDAs),手机,单独相机或任何用于处理图像数据的设备。集成组件到3D图像采集相机中。Apple的专利会在他们的3D立体照相机中使用微透镜,这种微镜头含有很多聚焦偏振光的子滤镜。微透镜可由任何合适的材料制成,通过光导来传输、散射光。此外,光导包含反射材料、高透明度材料、光吸收材料、不透光材料、金属材料,光学材料和/或任何其他功能性材料集合,提供额外的光学性能修正。
      在第一个方案中,微透镜是凸状且是圆形的。其他方案中会有不同的形状。如在第一个方案,微透镜是圆锥形,没个微透镜顶部是一个点。其他方案中的微透镜是所谓的顶端截平了的锥体,其顶端是一个平坦的表面。此外,在一些方案中,微透镜是凹状表面,而不是凸状的。众所周知,微透镜的形成需要很多技术,包括激光切割技术和/或微加工技术如金刚石车削。在微透镜形成后,电化学加工技术用于镀膜和/或使微透镜增长寿命或增强/添加需要的光学特性。
      提及的3D立体相机中的传感器还包括使用一个第一色差传感器(202)和一个亮度传感器(204)。亮度传感器用来捕捉进入的光的亮度成分。此外,每个色差传感器用来捕捉进入光的色彩成分。在第一个方案中,色差传感器202,206会感应一幅图中的R(红)、G(绿)、B(蓝)成分,并处理这些成分获得色差信息。其他方案中会用于感知其他的色彩成分,如黄、蓝绿、洋红等。并且在一些方案中,使用两个亮度传感器和一个色差传感器器。比如说某一方案会使用一个第一亮度传感器、一个色差传感器和一个第二亮度传感器,所以两个亮度图像的偏差将产生立体视差3D立体图。
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作者:上海动影传媒


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