银河国际-TMT行业更新：另眼相看-180531

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        随着电子行业发展和3D感应的应用日益普及，飞行时间（ToF）技术和结构光技术一直是热门市场话题，而市场亦猜测苹果公司[AAPL.US]将在即将推出的iPhone的后置镜头中使用ToF技术，然而，自从今年3月华为推出其P20  Pro三镜头手机以来，其为用家带来出色的拍照体验，深受用家赞赏，而有一些报道指苹果可能会推出三镜头型号，并在其新iPhone的后置镜头上使用立体视觉技术（而非ToF）。虽然ToF和结构光已经被广泛讨论，但一些投资者仍未很熟悉立体视觉技术。因此，我们认为是时候提供更多关于立体视觉的资讯。此外，我们相信立体视觉技术的发展将使相机镜头制造商和音圈马达（VCM）制造商受益，因为立体视觉技术比ToF和结构光需要更多镜头。接下来，我们将介绍立体视觉及其相对于ToF和结构光的主要优势。我们还列出了一些将受惠于立体视觉发展的股份。
        什么是立体视觉：现时有两种主要的光学测量方法：被动测量和主动测量。被动式仪器测量太阳和地球发放的辐射，而主动式仪器有自己的辐射源，例如激光或黑体散热器。主动测量主要包括结构光、ToF和三角测量，而被动测量主要指立体视觉技术，如单目和双目立体视觉。一般来说，立体视觉通常指的是以逼真的深度捕捉图像并将其呈现为3D的技术。更简单地解释，人类两只眼睛是各自从略微不同的角度观察相同的区域。每只眼睛都捕捉自己的视野，并将这两幅独立的图像同时发送到大脑后部进行处理，然后将它们合并为一张图像。目前有三种类型的立体视觉技术：a）单目立体视觉；b）双眼立体视觉；c）多视点立体视觉。单目立体视觉是指仅用一个镜头拍照并进行测量。由于只需要一个镜头，该方法的优点是结构简单和镜头的调整较简单。同时亦避免了小视场和立体视觉匹配困难的问题。对于双目立体视觉而言，其基本原理是从两个视点观察相同的场景以获得不同视角下的感知图像，然后通过使用三角原理计算图像像素之间的位置偏差（视差）来计算场景的3D信息。在双目立体视觉的硬件结构方面，一般是采用两个镜头作为视频信号接收设备，将两通道图像采集卡连接到计算机，对镜头采集的模拟信号进行采样、过滤、增强和调制。多视点立体视觉是双目立体视觉的扩展，并使用两个以上的镜头捕捉图像。在双目立体视觉中，视差是与特定物体的距离的基线长度成比例。基线越长，距离的计算就越准确。但是，如果基线太长，镜头需要在相对较大的可视范围内搜索对象，这会增加计算量。避免不匹配并提高准确性的方法之一，是通过使用更多镜头来添加更多基线。立体镜头通常使用立体视觉技术。一般来说，立体镜头使用两个或更多相机的视差来观察相同的场景来计算深度和三维结构信息。镜头必须确定三个基本要素：a）前景；b）背景；c）零视差。前景是图像中最接近观看者的元素，而背景是最远的图像。零视差基本上是屏幕或默认区域。
        立体视觉和ToF的比较：由于结构光技术主要用于前置镜头，因此我们将重点关注立体视觉和ToF之间的比较，因为这两种技术主要用于后置镜头。正如我们在前一份报告中提到，ToF通过计算从传感器到物体的IR光线并反射回传感器的时间来测量传感器与物体之间的距离。ToF技术具有以下几个优点：例如它具有高帧速率，擅长捕获运动物体，并且不需要衍射光学组件（DOE）或准直器。但是，ToF存在一些重要限制：a）由于传感器需要更多额外处理，ToF镜头的空间分辨率较低；b）由于ToF是一种主动光学测量技术，它比立体视觉消耗更多的功率；c）ToF镜头的图像分辨率相对较低。对于立体视觉来说，主要的挑战是对应问题，即是它需要的算法比ToF和结构光更复杂。通信问题涉及在一个图像中给出一个点并在另一个镜头中找到相同的点；它直接影响深度计算的准确性。而且，由于立体视觉是被动测量，它在低光环境下的性能比ToF差。然而，立体视觉具有以下优点：a）执行成本非常低，因为大多数普通镜头都可以使用，并且不需要VCSEL，VCSEL是ToF相机的关键部件并且成本较高；b）功耗远低于ToF，因为它使用无源光学测量；c）模仿人类的物理配置使得立体视觉更擅长捕捉图像以便直观地呈现给用家，使得用家和机器都在查看相同的图像。