结构光先驱PrimeSense（苹果收购）方案分析
以色列公司PrimeSense创立于2005年，于2006年研发出3D传感器，在当年的E3大展上与微软建立了联系，在2009年E3大展时，微软发布了内置PrimeSense3D传感器的Kinect一代。2010年年底，PrimeSense与华硕合作开发了XtionPro，和Kinect采用了同样的3D传感器。
2012年，PrimeSense推出了当时世界上体积最小的3D传感器Capri。由于Primesense在2013年被苹果收购，不再对外输出技术，因此微软在2014年的Kinect2.0上开始使用自己的3D传感器。
Primesense的核心技术为LightCoding光编码技术，属于结构光技术的一种，是目前最具代表性的结构光技术。
结构光技术就是用光源照明给需要测量的空间编上码，将一维或二维的特定图像投影至被测物体上，根据图像的形变情形，判断被测物体的表面形状和深度信息。与普通结构光方案（如英特尔Realsense结构光方案）不同的是，LightCoding的光源称为“激光散斑”，是激光照射到DOE衍射光栅后形成的衍射斑点，只要在空间中打上这样的结构光散斑，整个空间就被做了标记，把一个物体放进这个空间，只要分析物体上面的散斑图案，就可以知道这个物体的位置信息，从而可以非常快的进行景深信息的采集和捕捉。
因此，拆解微软Kinect1代产品，我们可以看到，其主要的零部件包括：红外光发射器、红外CIS传感器、可见光传感器、核心数据处理芯片（PS1080）。
Primesense结构光方案的工作流程是：红外激光器发射近红外光，经过DOE等光学器件的编码形成激光散斑，随后投射到空间物体上；激光光斑投射到物体上之后会发生位移变化，红外CIS采集变形之后的光斑信息，将信息传送至PS1080芯片，经过芯片内算法的计算可以得到物体的Z轴深度信息；可见光CIS采集物体的XY轴平面图像信息，同样传送至PS1080芯片，平面信息与深度信息综合处理便可以得到空间内物体的三维信息。
在芯片方面采用的是Primesense自制的PS1080系统级SOC芯片，可以提供640*480分辨率图像，x/y平面分辨率3mm（2m距离情况下），深度精度为1cm。PS1080芯片拥有超强的并行计算逻辑能力，可控制近红外光源，进行图像编码并主动投射近红外光谱。同时，通过一个标准的红外CMOS图像传感器接收投影的LightCoding红外光谱并且将编码后的反射斑点图像传输给PS1080，PS1080对此进行处理并生成深度图像。
以色列公司PrimeSense创立于2005年，于2006年研发出3D传感器，在当年的E3大展上与微软建立了联系，在2009年E3大展时，微软发布了内置PrimeSense3D传感器的Kinect一代。2010年年底，PrimeSense与华硕合作开发了XtionPro，和Kinect采用了同样的3D传感器。
2012年，PrimeSense推出了当时世界上体积最小的3D传感器Capri。由于Primesense在2013年被苹果收购，不再对外输出技术，因此微软在2014年的Kinect2.0上开始使用自己的3D传感器。
图：微软Kinect1代采用Primesense结构光技术
图：微软Kinect1代工作原理
结构光技术就是用光源照明给需要测量的空间编上码，将一维或二维的特定图像投影至被测物体上，根据图像的形变情形，判断被测物体的表面形状和深度信息。与普通结构光方案（如英特尔Realsense结构光方案）不同的是，LightCoding的光源称为“激光散斑”，是激光照射到DOE衍射光栅后形成的衍射斑点，只要在空间中打上这样的结构光散斑，整个空间就被做了标记，把一个物体放进这个空间，只要分析物体上面的散斑图案，就可以知道这个物体的位置信息，从而可以非常快的进行景深信息的采集和捕捉。
图：用结构光方案确定物体的深度信息
图：英特尔RealSense结构光发射与回收光模式
参考中国报告网发布《2018-2023年中国3D产业市场竞争现状调查与未来发展方向研究报告》
Primesense的LightCoding就是以红外线发出激光，透过镜头前的DOE（衍射光栅）形成激光光斑，随后均匀分布投射在测量空间中，再透过红外线摄像头记录空间中的每个散斑，获取原始资料后，再透过芯片计算成具有3D深度的图像。
图：微软Kinect1代结构光LightCoding方案散点图
图：微软Kinect1代主要零部件
因此，拆解微软Kinect1代产品，我们可以看到，其主要的零部件包括：红外光发射器、红外CIS传感器、可见光传感器、核心数据处理芯片（PS1080）。
图：Primesense结构光方案产品结构与原理图
Primesense结构光方案的工作流程是：红外激光器发射近红外光，经过DOE等光学器件的编码形成激光散斑，随后投射到空间物体上；激光光斑投射到物体上之后会发生位移变化，红外CIS采集变形之后的光斑信息，将信息传送至PS1080芯片，经过芯片内算法的计算可以得到物体的Z轴深度信息；可见光CIS采集物体的XY轴平面图像信息，同样传送至PS1080芯片，平面信息与深度信息综合处理便可以得到空间内物体的三维信息。
图：Kinect1代使用的摄像头与发射器
图：微软Kinect1采集的三维图像
在芯片方面采用的是Primesense自制的PS1080系统级SOC芯片，可以提供640*480分辨率图像，x/y平面分辨率3mm（2m距离情况下），深度精度为1cm。PS1080芯片拥有超强的并行计算逻辑能力，可控制近红外光源，进行图像编码并主动投射近红外光谱。同时，通过一个标准的红外CMOS图像传感器接收投影的LightCoding红外光谱并且将编码后的反射斑点图像传输给PS1080，PS1080对此进行处理并生成深度图像。
图：Primesense自制PS1080芯片
图：微软Kinect1代3D摄像头核心参数
资料来源：中国报告网整理，转载请注明出处（GQ）
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