CN107807490A - 基于双相机分光成像增大视场的方法及*** - Google Patents

基于双相机分光成像增大视场的方法及*** Download PDF

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何锋赟
王志乾
蔡盛
董健
胡玥
赵楠
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03B37/00—Panoramic or wide-screen photography; Photographing extended surfaces, e.g. for surveying; Photographing internal surfaces, e.g. of pipe
    • G03B37/04—Panoramic or wide-screen photography; Photographing extended surfaces, e.g. for surveying; Photographing internal surfaces, e.g. of pipe with cameras or projectors providing touching or overlapping fields of view
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Abstract

本发明公开了一种基于双相机分光成像增大视场的方法及***，其方法包括如下步骤：提供一成像镜组、光阑、探测器一、探测器二，光阑布局在成像镜组之后，从成像镜组出来的光线在光阑处分光，且通过探测器一接收反射光，通过探测器二接收透射光；通过探测器一和探测器二接收有重叠区域的不同视场范围；通过图像配准拼接出所需的大视场图像。本发明是采用分光棱镜分光的策略使两路探测器所采集图像的亮度、色彩一致，提升了图像的拼接效率，可用于增大光学***的视场的基于双相机分光成像增大视场的方法及***。

Description

基于双相机分光成像增大视场的方法及***
技术领域
本发明属于图像处理领域，尤其涉及采用分光棱镜分光的策略使两路探测器所采集图像的亮度、色彩一致，提升了图像的拼接效率，可用于增大光学***的视场的基于双相机分光成像增大视场的方法及***。
背景技术
近年来随着虚拟现实、安防监控、测绘等领域的迅速发展，对实时大视场图像的需求愈发强烈，然而受相机的探测器尺寸所限，现有技术主要采用多台摄像机同步拍摄一定的重叠区域图像，再通过图像配准得到图像空间变换矩阵，从而拼接出大视场的图像。
中国专利CN105323454A公开了一种多相机图像撷取***与图像重组补偿方法，但该方法只考虑了焦距、温度变化后的图像补偿配准，但由于探测器型号、镜头、视角和拍摄环境的差异，不同摄像机拍摄的相同区域图像在亮度、色彩等方面会有少许差别，若不经过亮度、色彩校正直接进行配准，会导致拼接后的图像在视觉上产生不一致性，在拼接部位会有比较明显的分隔线，严重影响拼接图像的视觉和美观效果。
中国专利CN105005963公开了一种多相机图像拼接匀色方法，该方法需要将每幅图像在RGB颜色空间和YCbCr颜色空间变换两次，当图像像元数较多时无法保证算法处理的实时性。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种采用分光棱镜分光的策略使两路探测器所采集图像的亮度、色彩一致，提升了图像的拼接效率，可用于增大光学***的视场的基于双相机分光成像增大视场的方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：提供一种基于双相机分光成像增大视场的方法，包括如下步骤：
提供一成像镜组、光阑、探测器一、探测器二，所述光阑布局在所述成像镜组之后，从所述成像镜组出来的光线在光阑处分光，且通过所述探测器一接收反射光，通过所述探测器二接收透射光；
通过所述探测器一和探测器二接收有重叠区域的不同视场范围；
通过图像配准拼接出所需的大视场图像。
可通过移所述探测器一和探测器二的位置调整视场的重叠区域，再通过图像配准拼接出所需的大视场图像。
所述光阑处的分光镜为分光棱镜。
所述成像镜组的视场角大于所述探测器一和所述探测器二的视场角。
经所述分光棱镜分光后透射光与反射光能量相等。
为实现上述目的，本发明还采用以下技术方案：
提供一种基于双相机分光成像增大视场的***，包括：成像镜组、光阑、探测器一、探测器二，所述光阑布局在所述成像镜组之后，从所述成像镜组出来的光线在光阑处分光，且通过所述探测器一接收反射光，通过所述探测器二接收透射光，所述探测器一和探测器二接收有重叠区域的不同视场范围，并通过图像配准拼接出所需的大视场图像。
所述探测器一和探测器二的位置可被移动进而调整视场的重叠区域，并通过图像配准拼接出所需的大视场图像。
所述光阑处的分光镜为分光棱镜。
所述成像镜组的视场角大于所述探测器一和所述探测器二的视场角。
经所述分光棱镜分光后透射光与反射光能量相等。
采用上述发明的有益效果在于：
(1)探测器1和探测器2接收的能量都是经过同一个成像物镜按照1:1的能量分光得到，可以保证两探测器图像在亮度、色彩等方面的一致性，无需进行后期的色彩校正，图像拼接的实时性好；
(2)用一个成像镜头产生两幅不同视场的图像，***的性价比高；
(3)将分光棱镜置于光阑的位置，最大限度压缩分光棱镜尺寸，有利于***结构的紧凑化。
附图说明
图1是本发明提供的***结构示意图。
图1中：1、成像镜组；2、分光棱镜；3、探测器一；4、探测器二。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
请参考图1，本发明实施例提供一种基于双相机分光成像增大视场的方法，包括如下步骤：
步骤一，提供一成像镜组1、光阑(图上未示)、探测器一3、探测器二4，所述光阑布局在所述成像镜组1之后，从所述成像镜组1出来的光线在光阑处分光，且通过所述探测器一3接收反射光，通过所述探测器二4接收透射光；具体地，所述光阑处是设置有分光镜，而且分光镜是分光灵境3。
步骤二，通过所述探测器一3和探测器二4接收有重叠区域的不同视场范围；
步骤三，通过图像配准拼接出所需的大视场图像。
一个实施例中，可通过移所述探测器一3和探测器二4的位置调整视场的重叠区域，再通过图像配准拼接出所需的大视场图像。
一个实施例中，所述成像镜组1的视场角大于所述探测器一3和所述探测器二4的视场角。
一个实施例中，经所述分光棱镜2分光后透射光与反射光能量相等。
参考图1，本发明实施例还提供一种基于双相机分光成像增大视场的***，***包括成像镜组1、分光棱镜2、探测器一3、探测器二4。***的光阑位于成像镜组1最后一片透镜与探测器二4之间，在设计成像物镜时保证后工作距应大于分光棱镜2的尺寸与探测器二4的法兰距离之和。将分光棱镜2的中心置于轴上光阑位置，可以最大限度压缩分光棱镜2尺寸。分光棱镜2的透射能量与反射能量为1:1，又由于探测器一3和探测器二4共用成像镜组1，因此透射与反射两路图像具有一致性。探测器一3用于接收反射图像的一部分，探测器二4用于接收透射图像的一部分，并使探测器一3与探测器二4所接收的图像视场不同但有一定重叠，便可通过图像配准拼接出大视场图像，拼接图像的视场范围可通过调节探测器一3与探测器二4的相对位置进行调整。与传统的多个摄像机拍摄图像拼接相比，本发明中探测器一3与探测器二4共用一个成像镜组1，保证了两路图像的来源相同，使图像拼接之前无需进行色彩、亮度校准，拼接处无分隔线，具有更好的视觉效果，同时提高了图像拼接的速度，更适用于对图像拼接实时性要求高的场合。本发明突破了小靶面探测器无法充分利用成像镜组全视场的弊端，相当于节约了一个成像镜组的成本，具有广阔的市场前景。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于双相机分光成像增大视场的方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供一成像镜组、光阑、探测器一、探测器二，所述光阑布局在所述成像镜组之后，从所述成像镜组出来的光线在光阑处分光，且通过所述探测器一接收反射光，通过所述探测器二接收透射光；
通过所述探测器一和探测器二接收有重叠区域的不同视场范围；
通过图像配准拼接出所需的大视场图像。
2.如权利要求1所述的基于双相机分光成像增大视场的方法，其特征在于，可通过移所述探测器一和探测器二的位置调整视场的重叠区域，再通过图像配准拼接出所需的大视场图像。
3.如权利要求1或2所述的基于双相机分光成像增大视场的方法，其特征在于，所述光阑处的分光镜为分光棱镜。
4.如权利要求3所述的基于双相机分光成像增大视场的方法，其特征在于，所述成像镜组的视场角大于所述探测器一和所述探测器二的视场角。
5.如权利要求4所述的基于双相机分光成像增大视场的方法，其特征在于，经所述分光棱镜分光后透射光与反射光能量相等。
6.一种基于双相机分光成像增大视场的***，其特征在于，包括：成像镜组、光阑、探测器一、探测器二，所述光阑布局在所述成像镜组之后，从所述成像镜组出来的光线在光阑处分光，且通过所述探测器一接收反射光，通过所述探测器二接收透射光，所述探测器一和探测器二接收有重叠区域的不同视场范围，并通过图像配准拼接出所需的大视场图像。
7.如权利要求6所述的基于双相机分光成像增大视场的***，其特征在于，所述探测器一和探测器二的位置可被移动进而调整视场的重叠区域，并通过图像配准拼接出所需的大视场图像。
8.如权利要求6或7所述的基于双相机分光成像增大视场的***，其特征在于，所述光阑处的分光镜为分光棱镜。
9.如权利要求8所述的基于双相机分光成像增大视场的***，其特征在于，所述成像镜组的视场角大于所述探测器一和所述探测器二的视场角。
10.如权利要求9所述的基于双相机分光成像增大视场的***，其特征在于，经所述分光棱镜分光后透射光与反射光能量相等。
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