彩虹

Kinect到底怎麼偵測3D影像?關於Kinect所使用的辨識技術,網路上有許多以訛傳訛的說法。例如用兩顆攝影鏡頭拍攝成3D影像、並以紅外線探測Z軸深度做感應;也有許多人以為Kinect是利用紅外線紀錄體溫的方式,來找出人體的影像,這些當然都不是正確答案。

微軟在去年(2009年)初收購了一家以色列籍的3DV Systems公司(來源:reuters),包含公司員工以及所有專利技術都歸微軟所有。該公司擁有名為ZCam的動作感測系統,採用TOF(Time of Flight)技術,讓許多人認為Project Natal誕生計畫(Kinect前身)就是採用TOF技術,但......最後證實大家還是猜錯了。

這裡簡單介紹一下TOF技術,大家應該可以從字面猜到含意,Time of Flight就是去計算光線飛行的時間。首先讓裝置發出脈衝光,並且在發射處接收目標物的反射光,藉由測量時間差算出目標物的距離;ZCam就是使用TOF技術,使用紅外線以及Accelerometers加速度計感應器,感測立體空間的相對位置變化,建構灰階距離影像的深度感應器。3DV Systems公司研發該技術已經長達10年,並取得許多專利技術,所以受到了微軟的矚目。

不過就在今年(2010年)年初時,微軟的開發人員卻大爆Project Natal誕生計畫並不是如外界傳言採用3DV Systems公司的TOF技術(來源:engadget)。微軟先進技術研究院副總裁Moshe Lichtman,於去年接受媒體訪問時,就表示併購3DV Systems公司目的不在於使用他們的技術,而是作為保障自家感測技術的後盾。因為專利技術認定上有時較為模糊,稍有不慎就會被對手告侵犯專利權;3DV Systems擁有許多相關專利,因此藉由併購3DV Systems快速取得專利,也能避免被其他對手併購,阻撓微軟的產品研發。


微軟在今年4月時,正式公佈與另一家以色列公司PrimeSense合作(來源:gossipgamers),這下才讓Kinect使用的3D偵測技術有了著落。他們也是提供動作感測系統的公司,擁有體感偵測裝置PrimeSensor,以及感測晶片PS1080。PrimeSense用的並不是採用3DV Systems的TOF技術、而是Light Coding技術。

Light Coding技術理論是利用連續光(近紅外線)對測量空間進行編碼,經感應器讀取編碼的光線,交由晶片運算進行解碼後,產生成一張具有深度的圖像。Light Coding技術的關鍵是Laser Speckle雷射光散斑,當雷射光照射到粗糙物體、或是穿透毛玻璃後,會形成隨機的反射斑點,稱之為散斑。散斑具有高度隨機性,也會隨著距離而變換圖案,空間中任何兩處的散斑都會是不同的圖案,等於是將整個空間加上了標記,所以任何物體進入該空間、以及移動時,都可確切紀錄物體的位置。Light Coding發出雷射光對測量空間進行編碼,就是指產生散斑。

Kinect就是以紅外線發出人眼看不見的class 1雷射光,透過鏡頭前的diffuser(光柵、擴散片)將雷射光均勻分佈投射在測量空間中,再透過紅外線攝影機記錄下空間中的每個散斑,擷取原始資料後,再透過晶片計算成具有3D深度的圖像。
 

 

 

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