一. 概述
近期，雙目立體視覺的話題相當火熱 ，並不斷衍伸出數種應用 ! 因此該篇文章會介紹 雙目立體視覺 為何如此的火熱? 有哪些應用? 以及本系列將陸續介紹一系列的有關雙目立體視覺的技術文章，並以前車偵測作為應用主軸。可分為四大篇章 雙目立體視覺、車道偏移偵測、前車偵測、實際開發等篇章，首先由 雙目立體視覺篇章 介紹起，如下 雙目立體視覺技術指南-文章架構示意圖 所示。此次介紹章節為 “雙目視覺之新穎應用”
此外，世平集團 ATU 團隊精心設計的一套 Sky Eye 開發版，幫助我們一同開闊未來 !!
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雙目立體視覺技術指南 (前車偵測) - 文章架構示意圖
在認識應用前，先來認識一下 雙目立體視覺( Stereo Vision ) 的起源吧 !
二. 起源介紹
雙目立體視覺最早起源於 1960 年代。起初由美國 MIT 的 Roberts 開始著手思考數位影像中，物體的形狀和空間關係描述。從影像中提取圓柱體、立方體、楔形體等簡單規則多面的三維架構定義描述，最後成功地將過去簡單的二維影像推廣至複雜的三維場景，奠定了現今立體視覺技術的誕生。
更進一步的演進，於1980年初， Marr 首次將圖像處理，心理物理學，神經生理學，臨床精神病學數種學術研究成果轉換成數據訊息的角度進行概括描述。並配合過去學術界不斷研究與累積的知識，奠定了現今雙目立體視覺基礎結構與推理，使建立三維場景更加完善。如今已成為計算機視覺中一個非常重要的分支，這項技術利用模擬人類視覺原理，能夠被動感知距離。利用圖形像素之間的匹配關係，透過三角測量原理即可計算出兩幅圖像中的視覺偏差，通稱為視差(Disparity)，如下圖所示。並由相關公式換算成物體與鏡頭之間的實際距離或景深訊息，即替電腦視覺應用開創新的維度 !!
PS : 相關公式後續文章會各別介紹
人腦視差成像示意圖
三. 應用介紹
雙目立體視覺利用雙鏡頭的方式直接模擬人類視覺，比起其他的立體視覺測量(鏡板三維成像、投影式三維顯示、全息照相術等)，更有高效率、高精準度、低成本、低複雜度等特性，更具有實際應用價值,這也就是如此火熱的主要原因。如下圖所示，可將雙目立體視覺的概念應用至 ADAS 車用安全，以提升偵測車輛之距離與辨識度，以及運用到空拍機辯別物件，增加可讀性與操控性。也能利用雙目概念來降低掃地機器人的誤判率，或是增加人臉輪廓的深度來提高辨識率，同時也能為工業 4.0 自動化與機器人創造更多的應用價值，這也表示雙目立體視覺之應用層面相當廣闊。
雙目立體視覺之應用場景示意圖
值得注意的事，雙目立體視覺鏡頭的架設方式會直接影響到像素匹配的結果。故須架設於相對穩定的平台，以確保鏡頭的內部參數和相對位置不會有任何變因。而世平興業提供一套 Sky-Eye 開發版，為開發者開創一個良好的解決方式去作應用。並可搭配高精度的標定模板，在複雜的背景環境下標定雙目立體視覺的空間關係，讓實現結果更加完善。最後，本系列文章目的是將雙目立體視覺應用在前車偵測的方法中，以 ADAS 車用安全前車偵測作主要應用，如下圖所示。
下一篇，將介紹系列文章，單目 v.s 雙目? 優劣勢為何?
雙目立體視覺之 ADAS 應用場景示意圖
四. 參考文件
[1] 每日頭條網站 - 雙目立體視覺技術的實現
[2] 每日頭條網站 - 雙目立體視覺測量系統應用
如有任何相關 雙目立體視覺(Stereo Vision) 技術問題，歡迎至博文底下留言提問 !!
接下來還會分享更多 雙目立體視覺(Stereo Vision) 的技術文章 !!敬請期待 【Sky Eye 開闊未來】 !!
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