一种三光融合的多维摄像系统及其图像呈现方法技术方案

技术编号:20657405 阅读:24 留言:0更新日期:2019-03-23 08:47
本发明专利技术创造提供了一种三光融合的多维摄像系统及其图像呈现方法,包括摄像机镜头、主动红外灯、彩色图像传感器、近红外图像传感器、远红外图像传感器、微处理器和图像显示器;主动红外灯投射方向与摄像机镜头光接收方向对应,该主动红外灯与微处理器信号连接。本发明专利技术创造可以在低照度下,通过彩色和近红外两个图像传感器通道,分别感知环境中的可见光和850nm的红外光,然后通过微处理器提取图像的颜色和亮度,合成的图像具有清晰度好、噪点小和色彩饱和度高的全彩图像;然后通过远红外图像传感器感知8‑14um的远红外光,形成热成像,并将图像按比例缩放,叠加到全彩图像的右下角或其他位置,合成集色彩、细节和热成像分布的多维图像。

A Three-Light Fusion Multidimensional Camera System and Its Image Presentation Method

The invention provides a three-light fusion multi-dimensional camera system and its image presentation method, including camera lens, active infrared lamp, color image sensor, near infrared image sensor, far infrared image sensor, microprocessor and image display; the projection direction of active infrared lamp corresponds to the receiving direction of camera lens light, and the active infrared lamp communicates with microprocessor. Number connection. The invention can sense visible light and 850 nm infrared light in the environment through two image sensor channels of color and near infrared under low illumination, then extract the color and brightness of the image by microprocessor, and the synthesized image has full-color image with good clarity, small noise point and high color saturation; and then perceive 8 14um far-red by far-infrared image sensor. External light is used to form thermal imaging, and the image is scaled and superimposed to the lower right corner or other position of the full-color image to synthesize multi-dimensional images with color, detail and thermal imaging distribution.

【技术实现步骤摘要】
一种三光融合的多维摄像系统及其图像呈现方法
本专利技术创造属于监控设备领域,尤其是涉及一种三光融合的多维摄像系统及其图像呈现方法。
技术介绍
随着监控领域电子技术的发展,各种摄像机产品的设计方向都向着感知低照度的方向发展,现有的监控设备大多只能在白天录制彩色图像,夜间录制红外黑白图像,或者是单一的红外热成像;这些摄像机,当环境照度进一步降低后,依然存在清晰度显著下降,噪点大(俗称雪花点,严重影响图像质量),色彩严重失真的问题;而单一的红外热成像,虽然能显示热源的分布情况,但低照度下的细节、色彩又全无,且视角比较单一,不能从多个维度展现现场环境。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术创造旨在提出一种三光融合的多维摄像系统及其图像呈现方法,以解决普通摄像机清晰度低、噪点大同时色彩失真或热成像视角单一的情况。为达到上述目的,本专利技术创造的技术方案是这样实现的:一种三光融合的多维摄像系统,其包括摄像机镜头、主动红外灯、彩色图像传感器、近红外图像传感器、远红外图像传感器、微处理器和图像显示器;所述主动红外灯投射方向与摄像机镜头光接收方向对应,该主动红外灯与微处理器信号连接;所述摄像机镜头内包括有分光模块,所述分光模块包括彩光透光滤片、近红外透光滤片和远红外透光滤片三种带通滤光片;所述彩色图像传感器通过彩光透光滤片接收外部光源并与微处理器信号连接,所述近红外图像传感器通过近红外透光滤片接收外部近红外光并与微处理器信号连接,所述远红外图像传感器通过远红外透光滤片接收外部远红外光并与微处理器信号连接;所述微处理器通过其内部包括的图像处理模块与图像显示器信号连接。进一步的,所述彩色图像传感器与近红外图像传感器设立位置呈85-95度。进一步的,还包括摄像机外壳,所述摄像机镜头固定在摄像机外壳上,所述主动红外灯固定在摄像机外壳的外部。进一步的,所述摄像机外壳前端设有摄像机镜头,摄像机外壳后端固定有彩色图像传感器,所述近红外图像传感器和远红外图像传感器分别固定在摄像机外壳外壁两侧且均与彩色图像传感器呈90度。进一步的,还包括多个主动红外灯。进一步的,多个主动红外灯环形排布形成主动红外阵列灯。进一步的,彩色透光滤片采用吸收400-680nm波段的滤光片。进一步的,近红外透光滤片采用吸收820nm-1000nm波长红外光的滤光片。进一步的,远红外透光滤片采用吸收8um-14um红外热辐射的滤光片。一种三光融合的多维摄像系统的图像呈现方法,包括如下步骤:多维摄像系统中包括摄像机镜头、主动红外灯、彩色图像传感器、近红外图像传感器、远红外图像传感器和微处理器,所述微处理器控制主动红外灯、彩色图像传感器、近红外图像传感器和远红外传感器;通过微处理器控制主动红外灯发射光源照射物体,通过摄像机镜头吸收物体反射光源,所述摄像机镜头中包括彩光透光滤片、近红外透光滤片和远红外透光滤片三种透光滤片,反射光源通过摄像机镜头中的三种透光滤片将光源分离成彩色光、近红外光和远红外光;彩色图像传感器、近红外图像传感器和远红外传感器分别接收对应分光且转换成对应图像信号输送给微处理器;微处理器采用RGB转HSV空间模型对彩色图像传感器与近红外图像传感器传送的图像信号进行图像合成,之后形成全彩色图像;微处理器将获取远红外图像传感器传送的图像信号进行缩放处理后形成热成像图,缩放处理的比例与全彩色图像比例对应;通过微处理器将热成像图与全彩色图像显示在同一个图像中形成多维图像。进一步的,彩色透光滤片采用吸收400-680nm波段的滤光片。进一步的,近红外透光滤片采用吸收820nm-1000nm波长红外光的滤光片。进一步的,远红外透光滤片采用吸收8um-14um红外热辐射的滤光片。进一步的,还包括图像显示器,微控制器与图像显示器信号连接,所述热成像图与全彩色图像均显示在图像显示器上,全彩色图像显示在图像显示器中部,所述热成像图显示在全彩色图像角落处。相对于现有技术,本专利技术创造所述的一种三光融合的多维摄像系统及其图像呈现方法具有以下优势:本专利技术所述的多维摄像系统可以在低照度下,通过彩色和近红外两个图像传感器通道,分别感知环境中的可见光和850nm的红外光,然后通过微处理器提取图像的颜色和亮度,合成的图像具有清晰度好、噪点小和色彩饱和度高的全彩图像;然后通过远红外图像传感器感知8-14um的远红外光,形成热成像,并将图像按比例缩放,叠加到全彩图像的右下角或其他位置,合成集色彩、细节和热成像分布的多维图像。与只有亮度信息的红外黑白图像相比,本系统的图像呈现方法具有丰富色彩,图像生动,优势明显;与一般低照度摄像机比较,具有清晰度好、噪点小、亮度高的优势;和单一的热成像图片比较,不仅仅有热成像的分布情况,而且同时兼顾了色彩、细节,具备了彩色图像、远近红外图像的优点。附图说明构成本专利技术创造的一部分的附图用来提供对本专利技术创造的进一步理解,本专利技术创造的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术创造,并不构成对本专利技术创造的不当限定。在附图中:图1为本专利技术创造实施例所述的一种三光融合的多维摄像系统结构示意图。附图标记说明:1-主动红外阵灯;2-摄像机镜头;3-分光模块;4-彩色图像传感器;5-近红外图像传感器;6-远红外图像传感器;7-微处理器;8-多维图像。具体实施方式需要说明的是,在不冲突的情况下,本专利技术创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术创造的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术创造。如图1所示,一种三光融合的多维摄像系统,包括摄像机镜头2、主动红外灯1、彩色图像传感器4、近红外图像传感器5、远红外图像传感器6、微处理器7和图像显示器。摄像机镜头2内的分光模块3,将可见光、近红外光、远红外光进行分离,分别传送到彩色图像传感器4、红外图像传感器5和远红外图像传感器6三个通道中。分光模块主要有三个带通滤光片,分别允许通过波长范围为400-680nm、820nm到1000nm、8um到14um三个波段。所述彩色图像传感器4,理论上可以采集自然环境中所有可见光,一般地,可见光的波长范围为380-760nm,实际设计中主要选取400nm-680nm这个波段;因为可见光95%的能量都集中于此。在低照度的环境下,彩色图像传感器4获得的图像亮度较低,细节差,但色彩信息基本得到了保留。这时,获取的关键信息就是色彩,因此彩色图像传感器4采集的光源并形成的图像信息则是包括色彩信息的图像。近红外图像传感器5,采集850nm主动红外阵列灯1的红外光。这个光源是摄像机系统自带的,通过主动投射在物体表面产生反射光,获得图像的亮度,通过近红外图像传感器5处理产生近红外图像信号,这个近红外图像信号一般是黑白的。选取850nm的红外光,是考虑到在低照度环境下,可见光能量很少,对应的彩色图像传感器4获得的亮度就少,这时通过投射大功率的红外光就能获得较高的图像亮度。此外,近红外图像传感器5在850nm波长上的采集效率可做到40%,比940nm的红外光采集效率20%要高一倍,显然选取850nm的波长会更为有利。远红外图像传感器6,采集环境中的8-14um的红外热辐射。凡是温度大于绝对零度的物体都能辐射红外线,而该远红外图像传感器6的功能就是将不可见的红外辐射转化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三光融合的多维摄像系统,其特征在于:包括摄像机镜头、主动红外灯、彩色图像传感器、近红外图像传感器、远红外图像传感器、微处理器和图像显示器;所述主动红外灯投射方向与摄像机镜头光接收方向对应,该主动红外灯与微处理器信号连接;所述摄像机镜头内包括有分光模块,所述分光模块包括彩光透光滤片、近红外透光滤片和远红外透光滤片三种带通滤光片;所述彩色图像传感器通过彩光透光滤片接收外部光源并与微处理器信号连接,所述近红外图像传感器通过近红外透光滤片接收外部近红外光并与微处理器信号连接,所述远红外图像传感器通过远红外透光滤片接收外部远红外光并与微处理器信号连接;所述微处理器通过其内部包括的图像处理模块与图像显示器信号连接。

【技术特征摘要】
1.一种三光融合的多维摄像系统,其特征在于:包括摄像机镜头、主动红外灯、彩色图像传感器、近红外图像传感器、远红外图像传感器、微处理器和图像显示器;所述主动红外灯投射方向与摄像机镜头光接收方向对应,该主动红外灯与微处理器信号连接;所述摄像机镜头内包括有分光模块,所述分光模块包括彩光透光滤片、近红外透光滤片和远红外透光滤片三种带通滤光片;所述彩色图像传感器通过彩光透光滤片接收外部光源并与微处理器信号连接,所述近红外图像传感器通过近红外透光滤片接收外部近红外光并与微处理器信号连接,所述远红外图像传感器通过远红外透光滤片接收外部远红外光并与微处理器信号连接;所述微处理器通过其内部包括的图像处理模块与图像显示器信号连接。2.根据权利要求1所述的一种三光融合的多维摄像系统,其特征在于:所述彩色图像传感器与近红外图像传感器设立位置呈85-95度。3.根据权利要求1所述的一种三光融合的多维摄像系统,其特征在于:还包括摄像机外壳,所述摄像机镜头固定在摄像机外壳上,所述主动红外灯固定在摄像机外壳的外部。4.根据权利要求3所述的一种三光融合的多维摄像系统,其特征在于:所述摄像机外壳前端设有摄像机镜头,摄像机外壳后端固定有彩色图像传感器,所述近红外图像传感器和远红外图像传感器分别固定在摄像机外壳外壁两侧且均与彩色图像传感器呈90度。5.根据权利要求1所述的一种三光融合的多维摄像系统,其特征在于:还包括多个主动红外灯,多个主动红外灯环形排布形成主动红外阵列灯。6.根据权利要求1所述的一种三光融合的多维摄像系统,其特征在于:彩色透光滤片采用吸收400-680nm波段的滤光片。7...

【专利技术属性】
技术研发人员:高旭麟薛超付邦鹏王仁明
申请(专利权)人:天津天地伟业信息系统集成有限公司
类型:发明
国别省市:天津,12

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