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双摄像头系列原理

双摄像头系列原理-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)

  如之前文章介绍,双摄像头的运用首要分为:间隔相关的运用,光学变焦,暗光补偿以及3D摄影和建模。每种运用的原理都有些不同,咱们就别离介绍一下相关的原理:

  间隔相关运用

  人眼是很简略对一个物体的间隔进行定位,但当人闭上其间一个眼睛后,定位才能就会下降许多。

  双摄像头便是模拟人眼的运用。

  简略的说,测间隔的话,便是经过算法算出,被摄影物体与左/右摄像头的视点θ1和θ2,再加上固定的y值(即两个摄像头的中心距),就十分简略算出z值(即物体到Camera的间隔)

  

  不过这也很简略计算,若两个摄像头中心距过小的话,可计算的物体间隔就会很近。若想算出很远间隔,就必须让左右摄像头的间隔拉远。

  光学变焦

  光学变焦首要是左右摄像头运用不同的FOV(可视角),这样两个摄像头取景不同。当用户需求广角相片,则用视角为85度的左摄像头取景,取得广角作用。当用户需求长焦相片,则用视角为45度的右摄像头取景,取得长焦作用。

  

  为了使左右摄像头摄影的物体堆叠度高,光学变焦的双摄像头模组不能像做间隔运用的摄像头的模组那样间隔过大,而是需求将左右摄像头摆得越近越好。

  暗光增强

  其实第二篇的时分,小编现已简略介绍过暗光增强的原理。一般来讲,做暗光增强便是将两个摄像头一个用RGBG的规范摄像头,一个用去掉RGBG 滤波片的是非摄像头。RGBG用来取得物体的色彩,而是非摄像头用来取得更好的进光量,来判别被拍物体的光强强度。然后将两个图片交融即可取得更好的暗光增强。

  仅仅一般来说,有两种交融办法:

  1. 以是非图片为主体,将五颜六色图片上获取的每个像素的色彩贴至是非图片上,将两种图片交融。

  2. 以五颜六色图片为主体,将是非图片上获取的每个图画的亮光强度补偿到五颜六色相片上,将两种图片交融。

  至于哪种方法更适宜做交融,或许仁者见仁智者见智,就不在这打开讨论了。

  相同,做暗光增强,为了让左右摄像头摄影的物体堆叠图高,此类双摄像头模组也是要求越近越好。

  

  需求阐明的事,华为P9 其实选用的便是这个方法的模组。

  当然有些业内人士也表明这种算法现在做的作用并不显着。暗光补偿对用户来确实很协助,特别拍夜景的时分。不过有些客户以为索尼和三星的Dual PD技能就十分好,更乐意用Dual PD 摄像头来做暗光补偿。

  到底是双摄像头仍是Dual PD的暗光补偿作用好,我们可以比较一下华为P9和三星的Galaxy S7 edge,就会有答案了。

  3D摄影和3D建模

  3D摄影和3D建模的算法其实跟间隔运用有点相似,仅仅它的精度要求更高,乃至有时会需求用红外测距进行更精确的间隔判别。在这里小编就不具体打开介绍了。

  对ISP的要求

  说到双摄像头的算法,不得不说到ISP(Image Signal Processing 图画信号处理器),ISP首要作用是对前端图画传感器输出的信号做后期处理,首要功用有线性纠正、噪声去除、坏点去除、内插、白平衡、主动曝光操控等,依赖于ISP才能在不同的光学条件下都能较好的复原现场细节,ISP技能在很大程度上决议了手机的成像质量。

  功用机年代,ISP都是做在摄像头上的,不同像素的摄像头调配不同功用的ISP。跟着手机摄像头像素越来越高,对ISP功用的要求越来越高,若将ISP集成到摄像头Sensor上,必然形成摄像头的模组过大,乃至影响摄影作用。所以智能机年代,ISP一般都是在主芯片SoC上。部分品牌客户为了完成更好的作用,乃至不惜成本的外加一颗ISP用来到达更好更专业的摄影作用。

  好的摄影算法就需求调配好的ISP,ISP和算法相得益彰,缺一不可。而双摄像头对ISP功用要求更多。首要,为了使的左右摄像头的信号可以一起被处理,单一的ISP现已无法满意双摄像头的需求。这就需求双路ISP完成此功用。

  

  以暗光增强为例,五颜六色/是非图画别离进入各自的ISP通道和校准通道,然后将两副图片做匹配(如将两幅图片相同的部分提取出来,去除只要一个摄像头拍到的部分),然后经过遮挡,检测,补偿等算法 处理相关的图片。终究将两幅图片交融起来,完成色彩的增强。当然实际上ISP合作算法做的工作,远远比这图片上写的要多。小编真实不知道,就不在这误导我们了。

  当然,在这里边也有一个小小的插曲。毕竟是两个ISP,两个ISP多少有一些处理速度,处理才能不同的问题。为了确保两个ISP能在同一时刻上取样,就需求双摄像头拍出来的图片是同一时刻拍出来的。其间一个解决办法便是让Sensor有一个同步信号引脚。将两个摄像头的同步信号对接,在每次读取图片时,将图片都打上一个时刻戳,ISP经过时刻戳,确保左右摄像头拍出来的相片在同一时刻摄影,终究再进行交融。

  摄像头的接口

  一般来讲,现在的智能手机的摄像头接口都是MIPI接口。之前手机渠道都只要2路MIPI接口,别离给前摄像头和后摄像头。做双摄像头,就要求渠道至少支撑三路MIPI接口。其真实之前的高端渠道上,为了完成更高像素,现已用双路ISP了(比方为了支撑16M的摄像头,会用2路8M才能的ISP),这类渠道很有或许只要两路MIPI。但这个无法阻挠工程师去做前单摄像头+后双摄像头。

  

  没错,加一个小小的Swtich,就可以轻松完成双摄像头。

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