立体成像-3D结构光和ToF

早期人脸识别基于2D图像,通常用一张照片就能够破解。随着人脸识别门禁、人脸支付等对安全性要求极高的场景出现,对活体检测、真实性检测迫在眉睫,因此导致了3D结构光和ToF两项立体成像技术的诞生。

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3D结构光(Structured Light)

3D结构光技术的基本原理是,通过近红外激光器,将具有一定结构特征的光线投射到被拍摄物体上,再由专门的红外摄像头进行采集。这种具备一定结构的光线,会因被摄物体的不同深度区域,而采集不同的图像相位信息,然后通过运算单元将这种结构的变化换算成深度信息,以此来获得三维结构。简单来说就是,通过光学手段获取被拍摄物体的三维结构,再将获取到的信息进行更深入的应用。

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ToF(Time Of Flight)

简单来说就是,发出一道经过处理的光,碰到物体以后会反射回来,捕捉来回的时间,因为已知光速和调制光的波长,所以能快速准确计算出到物体的距离。

参考文献

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3D结构光和ToF优缺点总结

-- 结构光 ToF
基础原理 单相机和投影条纹斑点编码 红外光反射时间差
响应时间
低光环境表现 良好,取决于光源 良好(红外激光)
强光环境变现 中等
深度精确度 中等
分辨率 中等
识别距离 短,受光斑图案影响 中等(1-10m),受光源强度限制
软件复杂度 中等 中等
材料成本 中等
功耗 中等
缺点 容易受光照影响 总体性能好、平面分辨率低
代表厂商 iPhone X、Prime Sense、英特尔 英飞凌、微软、意法半导体

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