迅维网

浅谈双摄镜头技术

zjmanager 2016-9-9 13:52


  随着智能手机的兴起,人们对手机的要求也变得越来越高,经历了“核”战、屏幕大战,各大厂商在手机市场中的较量终于进入到了用户体验的较量环节;而在系统优化外,拍照水平的较量渐渐变为了重头戏,于是越来越多的厂商加入到了PK摄像头的小战场中,可谓是使出了浑身解数,而双摄像头这一名称,也随之诞生了。
  那么什么是双摄像头呢?顾名思义,双摄像头即是由两颗摄像头组成的拍照系统。

  双摄像头的功能

  前主流的双摄像头的功能。主要可以分为两大类:

  1、利用双摄像头产生立体视觉,获得影像的景深,利用景深信息进行背景虚化,物体分割,3D扫描,辅助对焦,动作识别等应用。

  2、利用左右两张不同的图片信息进行融合,以期望得到更高的分辨率,更好的色彩,动态范围等更好的图像质量或实现光学变焦这个功能。

  这两类双摄像头功能对于摄像头的硬件有着不同的要求,前者要求两个摄像头之间有更大的间距,这样能够得到更高的景深精度,因此前者的硬件希望两个摄像头间的距离比较远才好;而后者因需要两颗摄像头的图片叠加合成,所以在硬件设计的时候希望两个摄像头离得比较近,这样在两个图像融合的时候才不会因为相差产生更多的错误,目前市面上还是以第二大类最为常见。

  一、景深应用

  首先,我们需要获得当前场景的景深图,其基本原理是三角定位,如下图所示:

图1 浅谈双摄镜头技术

  从公式中可以判断Z的距离中d和X的大小很关键,两个摄像头间的距离T很重要,减少T的距离不仅会减少能测量的最大距离而且会减少相对景深间精度。

  1、利用三角定位计算景深的最简单的应用—计算物体距离。

图2 浅谈双摄镜头技术

  2、背景虚化:景深应用可以实现背景虚化功能,即在景深图的基础上将不同距离的物体进行虚化,模拟大光圈相机拍摄效果。

图3 浅谈双摄镜头技术

  3、AR增强和动作识别:主要是利用两个摄像头进行手势或者姿势的识别。目前在3D交互领域比较常见,市场上比较常见的就是leap motion 还有微软的 Kinect 都是类似的功能。在手机领域,亚马逊曾在fire phone上实现类似的功能。

图4 浅谈双摄镜头技术

  二、图像合成

  第二类功能都是通过将不同的图片中的不同的信息,合成到一张图片中,使合成之后的图片得到更好的效果,此类应用硬件设计中就会注意如何分别提供不同的信息。

  1、像素合成:主要是利用多张图片中在高频部分不同的内容生成一张清晰的图片,双摄可以通过两张照片中不同的信息进行最后的增强,这就要求硬件设计时希望两个摄像头离的比较近,这样在两个图像融合的时候才不会因为相差产生更多的错误。

图5 浅谈双摄镜头技术

  2、HDR拍摄:对两个Camera设置不同的曝光参数以得到不同曝光下的图像,进行HDR合成。

图6 浅谈双摄镜头技术

  3、夜拍效果改善:主要是利用两颗摄像头中一颗黑白摄像头在低光下响应较好,噪声较小的特性,使其夜拍的时候降低了噪点,最新发布的华为P9就是采用这种双摄系统;其双摄像头总进光量超iPhone6S 270%,这带来的就是夜拍效果的提升;拥有超大的进光量,改善低光下响应,降低了噪声,使得夜拍成了P9主打功能之一。

图7 浅谈双摄镜头技术

  4、双摄系统还有一个非常强大的功能,能够实现光学变焦功能:光学变焦(Optical Zoom)是数码相机通过改变光学镜片组结构来改变镜头焦距,从而实现变焦,但是镜片组结构复杂,整体尺寸无法安置于手机中。而传统手机镜头则是通过后端处理,把图片内的每个像素面积增大,从而达到放大的目的;即数码变焦(DigitalZoom),它在拍摄远处时,会造成图片像素变低。而采用“一大一小”双摄镜头,通过一颗近焦拍摄,一颗远焦拍摄,中间由两颗镜头共同拍摄;经过后端软件处理合成,能够实现类光学变焦功能,目前类光学变焦的双摄普遍能达到2X~3X变焦拍摄。

  现以13M+13M双摄镜头进行举例说明,两颗lens规格如下:

图8 浅谈双摄镜头技术

  类光学变焦有两种计算方式:
  ①、以角度计算类光学变焦放大倍率,即 图9 浅谈双摄镜头技术

  ②、以等效焦距计算类光学变焦放大倍率,首先我们需要了解等效焦距的计算方法:

图10 浅谈双摄镜头技术

  如上图所示,等效焦距计算公式为:图11 浅谈双摄镜头技术

  类光学变焦的放大倍率为:    图12 浅谈双摄镜头技术

图13 浅谈双摄镜头技术

  从以上案例中,明显可以看出长焦镜头的TTL要大于常规镜头的TTL,由于长焦镜头高度的限制,导致双摄模组高度比常规单摄模组高,这对手机结构设计提出了更高的要求。

  如果采用如下图所示的潜望式的结构,通过一块镜面将入射光转90度角后射入lens,则能在不压缩镜头TTL(镜头TTL与焦距成正相关)的前提下,尽量减小模组的高度。

图14 浅谈双摄镜头技术

来源:网络转载


雷人

握手

鲜花

鸡蛋

路过
收藏
来自: 互联网

相关阅读

发表评论

最新评论

引用 我爱0 2016-9-6 16:11
谢谢分享,我的手机是双樈头的,一直没搞明白,看了楼主的专业讲解,学到知识了。
引用 yblnm 2016-9-6 19:34
这理论很有深度,看得头晕
引用 宫泽熙 2016-9-6 21:46
准备换手机了  看完楼主的解说 觉得华为p9值得入手
引用 dzrh3721 2016-9-6 22:06
感谢分享,长姿势了.
引用 vividyc 2016-9-9 21:00
信息太专业了!
引用 `小K 2016-9-10 09:12
每几年都有新玩儿出来,下次会不会是5G
引用 jiaoweitong 2016-9-13 15:08
不吐不快!
引用 jiaoweitong 2016-9-13 15:10
专业技术讲解,辛苦,学习中

发表评论

登录 后可参与评论
关闭

站长提醒 上一条 /1 下一条

返回顶部
附近
店铺
微信扫码查看附近店铺
维修
报价
扫码查看手机版报价
信号元
件查询
点位图


芯片搜索