东芝摄影新技术 一次拍摄、两种图像

近日，东芝成功开发出使用单反相机拍摄一次即可同时获取彩色图像和距离图像的摄影技术，通过全新镜头设计与图像处理技术的结合，实现了可与立体相机媲美的高精度距离检测。该技术已于2016年6月8日在日本横滨举办的第22届“SSII2016图像传感交流会”上正式发布。
近年来，越来越多的机动车开始在车头、车尾以及侧面搭载多个摄像机或传感器，在自动驾驶等驾驶辅助技术领域取得了迅猛发展，同时，基于无人机和机器人远程操控的基础设施维护日益盛行，这些设备搭载的影像感应器发挥着日益重要的作用。但是，在拍摄普通的二维影像以外，有时还需要掌握对象物体的形状、动作、距离等动态三维空间的情况。
截至目前，人们已经开发出立体相机注1、红外深度传感器注2、超声波传感器注3、毫米波雷达注4、LiDAR注5、SfM技术注6等各种各样的距离测量技术。但以立体相机为例，为了获得高精度的测量结果，需要将两台相机的间距设定在30cm左右，这不利于实现设备小型化。另外，红外深度传感器和超声波传感器分别需要向对象物体照射红外图案和超声波，无法测定距离数十米以外的物体。而毫米波雷达和LiDAR不仅成本偏高，也难以实现小型化。此外，SfM技术，由于需要移动相机进行拍摄，再通过多张图像进行距离测量，对于运动中的物体而言，难以确保距离检测的精度。
综上所述，现有的各种距离传感器各有优劣，难以在小型化、低成本的基础上实现高精度的距离检测。
为此，东芝采用独自研发的彩色滤镜与图像处理相结合的方式，开发出可从一张单反相机拍摄图像中获取彩色图像与高精度距离图像的摄影技术。具体而言，即在镜头前端的开口部位安装由蓝色与黄色镜片构成的东芝独有的彩色开放式滤镜，根据与物体之间的距离形成虚化和颜色偏移，再通过分析从一张摄影图像中获得的虚化与颜色偏移，即可对每一个像素与物体之间的距离进行检测。这种彩色滤镜可透过有利于提高亮度的绿色光，有效抑制了图像画质的劣化。使用市售相机进行测试后的结果表明，通过单反相机拍摄的图像，即可获得与相机间距35cm的立体相机相媲美的距离精度。这项技术采用镜头与图像处理相结合的方式，用户即便使用普通的影像感应器也可完成。
 
 

未来东芝将继续推进相机小型化和图像处理高速化研发，力争早日实现新技术实用化。

（注1）使用两台相机进行拍摄，利用三角测量法检测距离。
（注2）照射红外图案，使用红外相机进行拍摄，根据红外图案的偏移检测距离。
（注3）发射超声波，根据反射波的接收时间检测距离。
（注4）发射毫米波，根据反射波的接收时间检测距离。
（注5）Light Detection and Ranging 照射激光，根据反射波的接收时间检测距离。
（注6）Structure from Motion 移动相机进行拍摄，根据多个角度的图像计算距离。