兩眼看世界，雙目攝像頭給你好看

雙目攝像頭的監(jiān)控系統(tǒng)可用于更多場合

雙目攝像頭是利用仿生學(xué)原理，通過標(biāo)定后的雙攝像頭得到同步曝光圖像，然后計(jì)算獲取的2維圖像像素點(diǎn)的第三維深度信息。為了對不同的環(huán)境場合進(jìn)行監(jiān)控提出了一種新的基于雙目計(jì)算機(jī)視覺的自適應(yīng)識(shí)別算法。該算法首先利用像素點(diǎn)的深度信息對場景進(jìn)行識(shí)別判斷，然后采用統(tǒng)計(jì)的方法為場景建模，并通過時(shí)間濾波克服光照漸變，以及通過深度算法特性克服光照突變。與單攝像頭相比，利用該算法實(shí)現(xiàn)的視頻監(jiān)控原理系統(tǒng)，可應(yīng)用于更多場合，并利用深度信息設(shè)置報(bào)警級別，來降低誤檢率。

雙攝像頭能做什么

1.做距離相關(guān)的應(yīng)用

人眼能夠感知物體的遠(yuǎn)近，是由于兩只眼睛對同一個(gè)物體呈現(xiàn)的圖像存在差異，也稱“視差”。物體距離越遠(yuǎn)，視差越?。环粗?，視差越大。視差的大小對應(yīng)著物體與眼睛之間距離的遠(yuǎn)近，這也是3D電影能夠使人有立體層次感知的原因。

圖中的人和椰子樹，人在前，椰子樹在后，最下方是雙目相機(jī)中的成像?？梢钥闯鲇覀?cè)成像中人在樹的左側(cè)，左側(cè)成像中人在樹的右側(cè)，這是因?yàn)殡p目的角度不一樣。再通過對比兩幅圖像就可以知道人眼觀察樹的時(shí)候視差小。而觀察人時(shí)視差大，因?yàn)闃涞木嚯x遠(yuǎn)，人的距離近。這就是雙目三角測距的原理。雙目系統(tǒng)對目標(biāo)物體距離感知是一種絕對的測量，而非估算。

2.雙攝像頭可以做光學(xué)變焦

若兩個(gè)攝像頭的FOV不一樣，一個(gè)大FOV，一個(gè)小FOV，再通過算法實(shí)現(xiàn)兩個(gè)光學(xué)鏡頭之間的效果，就可以輕松做到光學(xué)變焦。

若不用雙攝像頭，放大圖片后，文字不清楚

若使用雙攝像頭，放大圖片后，文字依然清楚

此圖就是融合了廣角的圖和長焦的圖，通過算法算出了中間態(tài)度照片，讓細(xì)節(jié)不失真。

雙目攝像頭的原理

人眼是很容易對一個(gè)物體的距離進(jìn)行定位，但當(dāng)人閉上其中一個(gè)眼睛后，定位能力就會(huì)下降很多。雙攝像頭就是模擬人眼的應(yīng)用。簡單的說，測距離的話，就是通過算法算出，被拍攝物體與左/右攝像頭的角度θ1和θ2，再加上固定的y值（即兩個(gè)攝像頭的中心距），就非常容易算出z值（即物體到攝像頭的距離）。

不過這也很容易推算，若兩個(gè)攝像頭中心距過小的話，可計(jì)算的物體距離就會(huì)很近。若想算出很遠(yuǎn)距離，就必須讓左右攝像頭的距離拉遠(yuǎn)。

雙目檢測的方式就是通過對兩幅圖像視差的計(jì)算，直接對前方景物（圖像所拍攝到的范圍）進(jìn)行距離測量，而無需判斷前方出現(xiàn)的是什么類型的障礙物。所以對于任何類型的障礙物，都能根據(jù)距離信息的變化，進(jìn)行必要的預(yù)警或制動(dòng)。

雙目系統(tǒng)成本比單目系統(tǒng)要高，但尚處于可接受范圍內(nèi)；二是沒有識(shí)別率的限制，因?yàn)閺脑砩蠠o需先進(jìn)行識(shí)別再進(jìn)行測算，而是對所有障礙物直接進(jìn)行測量；三是精度比單目高，直接利用視差計(jì)算距離；四是無需維護(hù)樣本數(shù)據(jù)庫，因?yàn)閷τ陔p目沒有樣本的概念。

雙目攝像頭的難點(diǎn)

雙目系統(tǒng)的一個(gè)難點(diǎn)在于計(jì)算量非常大，對計(jì)算單元的性能要求非常高，這使得雙目系統(tǒng)的產(chǎn)品化、小型化的難度較大。所以在芯片或FPGA上解決雙目的計(jì)算問題難度比較大。國際上使用雙目的研究機(jī)構(gòu)或廠商，絕大多數(shù)是使用服務(wù)器來進(jìn)行圖像處理與計(jì)算的；也有部分將算法進(jìn)行簡化后，使用FPGA進(jìn)行處理。

其次，雙目攝像頭對ISP的性能比較高。雙攝像頭的算法，不得不提到ISP，ISP主要作用是對前端圖像傳感器輸出的信號(hào)做后期處理，主要功能有線性糾正、噪聲去除、壞點(diǎn)去除、內(nèi)插、白平衡、自動(dòng)曝光控制等，依賴于ISP才能在不同的光學(xué)條件下都能較好的還原現(xiàn)場細(xì)節(jié)，ISP技術(shù)在很大程度上決定了攝像機(jī)成像質(zhì)量。

好的拍照算法就需要搭配好的ISP，ISP和算法相輔相成，缺一不可。而雙攝像頭對ISP性能要求更多。為了使的左右攝像頭的信號(hào)能夠同時(shí)被處理，單一的ISP已經(jīng)無法滿足雙攝像頭的需求。這就需要雙路ISP實(shí)現(xiàn)此功能。

以暗光增強(qiáng)為例，彩色/黑白圖像分別進(jìn)入各自的ISP通道和校準(zhǔn)通道，然后將兩副圖片做匹配（如將兩幅圖片相同的部分提取出來，去除只有一個(gè)攝像頭拍到的部分），然后通過遮擋，檢測，補(bǔ)償?shù)人惴ㄌ幚硐嚓P(guān)的圖片。最后將兩幅圖片融合起來，實(shí)現(xiàn)顏色的增強(qiáng)。

隨著雙攝像頭算法的演進(jìn)，載有雙攝像頭的視頻監(jiān)控系統(tǒng)也將發(fā)揮更大的作用，運(yùn)用到更多的場景中。