双波长图像采集系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种双波长图像采集系统及方法。双波长图像采集系统包括：光学投影单元，包括光学投影仪和照明单元；图像采集单元，包括滤光片和图像传感器，用于获取光学图像并将所述光学图像传送给处理器单元；处理器单元，用于接收光学图像，并计算得到光图像和深度图像。本发明专利技术所述的系统及方法可以同步获取没有视差的深度图像和光图像，实现用体积小、功耗低的设备同步获取光图形与深度图像。

【技术实现步骤摘要】
双波长图像采集系统及方法
本专利技术涉及光学投影及测量
，尤其涉及一种双波长图像采集系统及方法。
技术介绍
在人工智能领域，表情识别、唇语识别一直是研究的热门话题。目前大量的研究都是基于目标对象的RGB图像，而识别命中率也一直是限制技术发展的瓶颈。伴随着3D测量技术以及红外激光技术的不断发展，研究人员把目光渐渐转向了目标对象的深度以及红外图像，并结合红外与深度图像来进行表情、唇语等识别，由于红外激光不受环境光影响，且深度图像含有更加丰富的目标对象信息，因此这种结合方式在较大程度上提高了识别的命中率。对于红外图像与深度图像的获取方面，分别通过红外相机以及深度相机来独立的采集红外光图像与深度图像是较为常用的技术手段，即通过采集设备上的独立以及在时序上分开采集是目前通用的技术手段，这需要有较大的设备体积以及功耗才能完成。
技术实现思路
本专利技术为了解决不能用体积小、功耗低的设备同步获取光图像与深度图像，提供一种双波长采集系统和方法。为了解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案：一种双波长图像采集系统，包括：光学投影单元，包括光学投影仪和照明单元，所述光学投影仪用于发射第一波长的结构光图像，所述照明单元采用第二波长的光照明；图像采集单元，包括滤光片和图像传感器；所述滤光片包括第一滤光片单元和第二滤光片单元并分别允许通过所述第一波长和第二波长的光；所述图像传感器用于接收通过所述滤光片的光转换成光学图像并将所述光学图像传送给处理器单元；处理器单元，用于接收所述光学图像，并计算得到光图像和深度图像。优选地，还包括一个存储单元，用于存储所述光图像和所述深度图像。优选地，所述处理器单元包括:一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个程序，其被存储在所述存储器中，并被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行以下步骤的指令：接收所述光学图像；利用所述光学图像计算出第一波长结构光图像和第二波长光图像；利用第一波长结构光图像计算出第一深度图像。优选地，所述处理器单元还用于将所述深度图像和所述光图像融合成一幅图像。优选地，所述第一波长与第二波长均处于红外光的波长范围内。优选地，所述第一波长为红外光图像，所述第二波长为包括第一波长在内的所有波长。优选地，所述光学投影仪光源为VCSEL阵列激光。优选地，所述第二波长的光图像用于进行生物识别。一种采用如以上任一所述的双波长图像采集系统采集图像的方法，包括如下步骤：S1:利用所述光学投影单元的光学投影仪向目标空间发射第一波长结构光图像；S2:利用所述光学投影单元的照明单元采用第二波长的光对目标空间进行照明；S3:利用所述图像采集单元中获取光学图像并将所述光学图像传送给处理器单元；S4:利用所述处理器单元接收所述光学图像，并计算得到所述光图像和所述深度图像。一种计算机可读存储介质，其存储有与深度图像获取设备结合使用的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现以上所述方法。本专利技术的有益效果为：提供一种双波长图像采集系统，光学投影单元包括结构光投影仪和用于普通照明的照明单元；结合图像采集单元中只有一个图像传感器，配备第一滤光片单元和第二滤光片单元用于实现对结构光图像和光图像的同步采集；通过处理器单元进一步的处理同步获取没有视差的深度图像和光图像，实现用体积小、功耗低的设备同步获取光图形与深度图像。附图说明图1是本专利技术实施例1的双波长图像采集系统内置于移动设备中的示意图。图2是本专利技术实施例2的双波长图像采集系统的示意图。图3是本专利技术实施例1和2的图像采集单元结构示意图。图4是本专利技术实施例3的图像采集单元的第一滤光片单元的示意图。图5是本专利技术实施例3的图像采集单元的第二滤光片单元的示意图。图6是本专利技术实施例4的处理器单元处理光学图像示意图。图7是本专利技术实施例1、2、3和4的双波长图像采集系统采集图像的方法示意图。其中，1-照明单元；2-图像采集单元；21-滤光片单元；22-图像传感器单元；3-光学投影仪；4-移动设备,5-处理器单元；6-光学；7-透镜。具体实施方式下面结合附图通过具体实施例对本专利技术进行详细的介绍，以使更好的理解本专利技术，但下述实施例并不限制本专利技术范围。另外，需要说明的是，下述实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构思，附图中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形状、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。实施例1如图1所示，是本专利技术实施例的双波长图像采集系统内置于移动设备中的示意图，是本专利技术所述的双波长图像采集系统作为移动设备内置单元的具体应用。双波长图像采集系统作为一个嵌入式单元器件被嵌入到移动设备4中，包括照明单元1、图像采集单元2、光学投影仪3，所应用的处理器为移动设备中的AP处理器。在本实施例中，所述的移动设备4是手机；深度图像获取系统嵌入的位置是移动设备4的顶端，嵌入图像获取系统的移动设备4可以用于获取目标的深度图像，进一步的可以用来进行3D扫描、3D建模、3D识别等应用。在本实施例的一些变通实施例中，上述移动设备4还可以是PAD、计算机、智能电视等；嵌入的位置也可以是其他部位，比如侧面、低端、背面等；处理器单元可包括多个处理器，比如由专门用于深度获取的专用SOC芯片以及移动设备中的AP处理器，其中专用SOC芯片用于计算深度图像，而AP处理器则可以用于图像融合等功能；照明单元1、图像采集单元2、光学投影仪3设置的位置可以不受限制。如图7所示，嵌入双波长图像获取系统的移动设备4获取深度图像的方法包括如下步骤：(1)光学投影单元，包括光学投影仪3和照明单元1，所述光学投影仪3用于发射第一波长的结构光图像，利用所述光学投影单元3的光学投影仪向目标空间发射第一波长结构光图像；所述光学投影仪光源为VCSEL阵列激光。(2)利用所述光学投影单元的照明单元1采用第二波长的光对目标空间进行照明；所述照明单元为LED照明器；所述第二波长的光图像用于进行生物识别。在本实施例中，所述第一波长与第二波长均处于红外光的波长范围内且所述第一波长与第二波长的波长不同。在本实施例的变通实施例中，所述第一波长为红外光图像，所述第二波长为包括第一波长在内的所有波长。(3)利用所述图像采集单元2中获取光学图像并将所述光学图像传送给处理器单元。如图3所示，为本专利技术实施例的图像采集单元结构示意图。图像采集单元2，包括滤光片单元21和图像传感器单元22；所述滤光片单元21包括第一滤光片单元和第二滤光片单元并分别允许通过所述第一波长和第二波长的光；所述图像传感器单元22用于获取光学图像并将所述光学图像传送给处理器单元。(4)如图6所示，是本专利技术实施例的处理器单元处理光学图像示意图。利用所述处理器单元即本实施例中的移动设备的AP处理器接收所述光学图像，并处理、计算得到所述光图像和所述深度图像。所述处理器单元包括:一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个程序，其被存储在所述存储器中，并被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行以下步骤的指令：用于接收所述光学图像；用于将所述光学图像计算出第一波长结构光图像和第二波长光图像；用于利用第一波长结构光图像计算出第一深度图像。在本实施例的变通实施例中，所述处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双波长图像采集系统，其特征在于，包括：光学投影单元，包括光学投影仪和照明单元，所述光学投影仪用于发射第一波长的结构光图像，所述照明单元采用第二波长的光照明；图像采集单元，包括滤光片和图像传感器；所述滤光片包括第一滤光片单元和第二滤光片单元并分别允许通过所述第一波长和第二波长的光；所述图像传感器用于接收通过所述滤光片的光转换成光学图像并将所述光学图像传送给处理器单元；处理器单元，用于接收所述光学图像，并计算得到光图像和深度图像。

【技术特征摘要】
1.一种双波长图像采集系统，其特征在于，包括：光学投影单元，包括光学投影仪和照明单元，所述光学投影仪用于发射第一波长的结构光图像，所述照明单元采用第二波长的光照明；图像采集单元，包括滤光片和图像传感器；所述滤光片包括第一滤光片单元和第二滤光片单元并分别允许通过所述第一波长和第二波长的光；所述图像传感器用于接收通过所述滤光片的光转换成光学图像并将所述光学图像传送给处理器单元；处理器单元，用于接收所述光学图像，并计算得到光图像和深度图像。2.如权利要求1所述的双波长图像采集系统，其特征在于，还包括一个存储单元，用于存储所述光图像和所述深度图像。3.如权利要求1所述的双波长图像采集系统，其特征在于，所述处理器单元包括:一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个程序，其被存储在所述存储器中，并被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行以下步骤的指令：接收所述光学图像；利用所述光学图像计算出第一波长结构光图像和第二波长光图像；利用第一波长结构光图像计算出第一深度图像。4.如权利要求1所述的双波长图像采集系统，其特征在于，所述处理器单元还用于将所述深度...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄源浩，肖振中，刘龙，许星，
申请(专利权)人：深圳奥比中光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44