專利名稱：一種多攝像頭實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)范圍圖像采集的簡(jiǎn)易方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多攝像頭實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)范圍圖像采集的簡(jiǎn)易方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的發(fā)展，一些相關(guān)電子產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，例如現(xiàn)在常用的攝像頭。通過(guò)攝像頭與計(jì)算機(jī)相聯(lián)，可以方便地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)可視電話、視頻交流、圖像采集。
在進(jìn)行圖像采集過(guò)程中，由于攝像裝置感光器件的感光強(qiáng)度范圍有限，若被攝圖像同時(shí)包含明亮區(qū)域和較暗區(qū)域，傳統(tǒng)的背景光補(bǔ)償技術(shù)只能使鏡頭的光圈對(duì)被攝物陰暗的部分進(jìn)行調(diào)整，而被攝區(qū)明亮部分由于光圈增大導(dǎo)致曝光過(guò)度，圖像發(fā)白，失去細(xì)節(jié)，從而導(dǎo)致拍攝效果不理想；反之，較暗區(qū)域就會(huì)被攝成全黑。因此背景光照的強(qiáng)弱對(duì)被攝對(duì)象的干擾成為迫切需要解決的難題。對(duì)習(xí)用的攝像頭，光圈可調(diào)范圍非常有限，以致在圖像采集時(shí)對(duì)背景光照的要求相當(dāng)苛刻，而現(xiàn)有動(dòng)態(tài)范圍比較寬的攝像頭，由于技術(shù)難度及工藝要求的提高，造價(jià)較高。如何能用成本較低且簡(jiǎn)便易行的方法實(shí)現(xiàn)變光照度寬動(dòng)態(tài)范圍的圖像采集，引起人們的廣泛思考。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種多攝像頭實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)范圍圖像采集的簡(jiǎn)易方法，目的在于利用多個(gè)攝像頭與若干濾光裝置的組合，取代一個(gè)寬動(dòng)態(tài)范圍攝像頭進(jìn)行圖像采集，在滿足采集要求的同時(shí)，成本較之降低很多，其特征在于利用多個(gè)攝像頭與若干濾光片的合理組合，對(duì)同一取景對(duì)象同時(shí)進(jìn)行拍攝，將采集到的圖像經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理，實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)范圍圖像采集。本發(fā)明中濾光裝置選擇使用濾光片。
其中所述的多個(gè)攝像頭與若干濾光片的合理組合，是指攝像頭與濾光片的類型及數(shù)量可選，具體實(shí)施時(shí)視實(shí)際情況而定。
其中所述的多個(gè)攝像頭與若干濾光片的合理組合，是指附加的濾光片可與攝像頭裝置整合為一體，也可以獨(dú)立放置，具體實(shí)施時(shí)視實(shí)際情況而定。
其中所述的將采集到的圖像經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理，是指將采集到的圖像按光照度段順次進(jìn)行拼接，可選擇通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)拼接，也可利用軟件實(shí)現(xiàn)拼接。
該方法簡(jiǎn)單易行，成本較低，其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面
1.無(wú)須對(duì)原有裝置進(jìn)行大規(guī)模改造，只需根據(jù)拍攝需要，用多個(gè)攝像頭和若干塊濾光片的組合與計(jì)算機(jī)并聯(lián)即可；2.本方法如無(wú)特殊要求，使用習(xí)用的攝像頭及濾光片即可達(dá)到寬動(dòng)態(tài)范圍采集目的，同時(shí)極大地降低了成本；3.將多個(gè)攝像頭與濾光片合理組合，可以實(shí)現(xiàn)最大限度地拓寬光照度的動(dòng)態(tài)范圍拍攝，從而大大降低了對(duì)所拍景物的光照限制。從理論上講，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)限寬動(dòng)態(tài)范圍的圖像采集。
4.攝像頭和濾光片的類型及數(shù)量不限，具體實(shí)施時(shí)根據(jù)需要進(jìn)行選擇。
本方法利用多個(gè)普通攝像頭與濾光片的組合，取代一個(gè)造價(jià)高的攝像頭進(jìn)行變光照度寬動(dòng)態(tài)范圍的圖像采集，適用于不同光照度要求的任何圖像采集系統(tǒng)，花費(fèi)較少且簡(jiǎn)單易行。


圖1是三攝像頭進(jìn)行圖像采集的裝置示意圖。
圖2是三攝像頭實(shí)現(xiàn)圖像動(dòng)態(tài)范圍拓寬的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是一種多攝像頭實(shí)現(xiàn)變光照度寬動(dòng)態(tài)范圍圖像采集的簡(jiǎn)易方法。
圖1所示為三攝像頭實(shí)現(xiàn)變光照度寬動(dòng)態(tài)范圍圖像采集裝置示意圖。三個(gè)攝像頭裝置通過(guò)一個(gè)Hub集線器12與計(jì)算機(jī)11并行相聯(lián)，在攝像頭13、攝像頭14前分別放置濾光片16、濾光片17，攝像頭14前不予放置濾光片，三個(gè)攝像頭同時(shí)對(duì)同一景物進(jìn)行拍攝。
參閱圖2，所拍景物經(jīng)由濾光片和攝像頭采集到計(jì)算機(jī)中，對(duì)應(yīng)攝像頭13、攝像頭14、攝像頭15所采圖像分別為圖像23、圖像24、圖像25。假設(shè)攝像裝置的動(dòng)態(tài)范圍為光強(qiáng)20(20表示20個(gè)光強(qiáng)單位，以下同)至10，而所拍圖像的動(dòng)態(tài)范圍為80到10，攝像頭13前的濾光片16能使進(jìn)入13的光強(qiáng)衰減為原光強(qiáng)的1/4，攝像頭14前的濾光片17能使進(jìn)入14的光強(qiáng)衰減為原光強(qiáng)的1/2，這樣攝像頭13得到光強(qiáng)范圍為80-40的圖像，光強(qiáng)范圍小于40的地方，圖像為黑色、攝像頭14得到光強(qiáng)范圍為40-20的圖像，光強(qiáng)范圍小于20的地方，圖像為黑色，光強(qiáng)超過(guò)40的地方，圖像為白色，而攝像頭15得到光強(qiáng)范圍為20-10的圖像，光強(qiáng)超過(guò)20的地方，圖像為白色。去掉各攝像裝置中超出其動(dòng)態(tài)范圍的圖像點(diǎn)，經(jīng)過(guò)軟硬件將圖像點(diǎn)順次拼接，得到圖像21，其光照度強(qiáng)度范圍為80-10，從而實(shí)現(xiàn)了利用多攝像頭取代單一攝像頭進(jìn)行變光照度下寬動(dòng)態(tài)范圍的圖像采集，大大降低了對(duì)拍攝對(duì)象的光照度限制，理論上可以實(shí)現(xiàn)無(wú)限寬動(dòng)態(tài)范圍的采集。實(shí)際操作時(shí)，可以根據(jù)需要選擇攝像頭和濾光片的類型及數(shù)量。上面所述只是一種特例，實(shí)際應(yīng)用中各攝像頭的動(dòng)態(tài)范圍之間還可以互相覆蓋，通過(guò)軟硬件的計(jì)算，取得最后寬動(dòng)態(tài)范圍的圖像。
權(quán)利要求
1.一種攝像裝置，其特征在于，包括至少兩個(gè)攝像頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，還包括至少一個(gè)濾光裝置，使得上述的攝像頭能夠采集到不同動(dòng)態(tài)范圍的圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像裝置，其特征在于，所述濾光裝置與攝像頭裝置整合為一體或獨(dú)立放置。
4.一種獲得同一目標(biāo)不同動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的圖像的方法，其特征在于，迅速的切換濾光裝置，使得采集到的圖像具有不同的動(dòng)態(tài)范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于切換濾光裝置或其等效裝置的時(shí)間間隔小于1秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于切換濾光裝置或其等效裝置的時(shí)間間隔小于0.1秒。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于切換濾光裝置或其等效裝置的時(shí)間間隔小于0.01秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于切換濾光裝置或其等效裝置的時(shí)間間隔小于0.001秒。
9.一種圖像處理方法，其特征在于，將不同動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)取得的同一目標(biāo)的圖像拼接，得到動(dòng)態(tài)范圍更大的圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述圖像拼接是通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)的。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述圖像拼接是通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的。
12.一種圖像處理裝置，其特征在于，將不同動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)取得的同一目標(biāo)的圖像拼接，得到動(dòng)態(tài)范圍更寬的圖像。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述圖像拼接是通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)的。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述圖像拼接是通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的。
15.一種獲取寬動(dòng)態(tài)范圍的攝像系統(tǒng)，其特征在于，包括能夠采集不同動(dòng)態(tài)范圍圖像的裝置和能對(duì)不同動(dòng)態(tài)范圍圖像進(jìn)行拼接以獲取更寬動(dòng)態(tài)范圍圖像的裝置
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像拼接是通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)的。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像拼接是通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的。
全文摘要
針對(duì)普通攝像頭無(wú)法實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)范圍下的圖像采集，而現(xiàn)有的寬動(dòng)態(tài)范圍的攝像頭造價(jià)又往往很高的問(wèn)題，提出一種利用多攝像頭實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)范圍圖像采集的簡(jiǎn)易方法，取代單個(gè)寬動(dòng)態(tài)范圍攝像頭進(jìn)行圖像采集，在滿足采集要求的同時(shí)，成本低廉，簡(jiǎn)單易行。本發(fā)明的特征在于，根據(jù)所拍攝對(duì)象光照度的情況，以及對(duì)取景效果的要求，利用多個(gè)攝像頭與若干濾光裝置的合理組合，對(duì)同一取景對(duì)象同時(shí)進(jìn)行拍攝，將拍得的圖像經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)拼接處理，實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)范圍圖像采集。采用本方法，理論上可以達(dá)到無(wú)限寬動(dòng)態(tài)范圍的圖像采集，具體實(shí)施時(shí)還可靈活選擇攝像頭和濾光片的類型與數(shù)量，滿足不同的采集要求。
文檔編號(hào)G06T5/00GK1805551SQ200510001909
公開(kāi)日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2005年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月11日
發(fā)明者王守覺(jué) 申請(qǐng)人:吳水超, 王守覺(jué)