一種圖像信息采集裝置、圖像采集方法及其用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像信息采集技術(shù)，特別涉及一種圖像信息采集裝置、圖像采集方法及其用途。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益發(fā)展，視頻通訊的應(yīng)用日益成為人們生活的必要通訊手段，在人們對視頻通訊習(xí)以為常后，更高級(jí)的用戶體驗(yàn)，例如3D視頻通訊、智能人臉識(shí)別、智能虹膜識(shí)別、智能指靜脈識(shí)別、智能掌靜脈識(shí)別、智能耳朵識(shí)別、影像預(yù)處理、3D視頻、3D建模等多種功能，開始被更多的用戶追求，但由于目前用于視頻通訊的攝像頭都是單鏡頭的可見光攝像頭，成像是平面的，功能單一，使用效果不夠理想，無法達(dá)到用戶的需求，而紅外攝像頭大多為單一攝像頭且應(yīng)用在專業(yè)領(lǐng)域，如安防、軍工及檢測識(shí)別等。因此，迫切需要一種多功能的視頻通訊攝像頭，提高人們?nèi)粘Ｒ曨l通訊的用戶體驗(yàn)。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明任務(wù)之一提供一種圖像信息采集裝置，具備多種功能的拍攝模式。
[0006]本任務(wù)通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
一種圖像信息采集裝置，其特征在于:所述圖像采集裝置上設(shè)置有用于和外部裝置通信的傳輸模塊、控制器和攝像頭，攝像頭包括濾光器和圖像傳感器，外部裝置通過傳輸模塊傳輸指令給控制器控制濾光器接收不同波長的光線，圖像傳感器將圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，控制器接收到該信號(hào)后對其進(jìn)行處理，然后通過傳輸模塊進(jìn)行傳輸。
[0007]進(jìn)一步的改進(jìn)方案包括:
所述攝像頭的數(shù)量為一個(gè)，且該攝像頭包括濾光片切換器和/或?qū)鼓K和/或補(bǔ)光模塊；或所述攝像頭的數(shù)量為兩個(gè)，且該兩個(gè)攝像頭中的一個(gè)或兩個(gè)包括濾光片切換器和/或?qū)鼓K和/或補(bǔ)光模塊，該兩個(gè)攝像頭的圖像采集面在同一平面上。
[0008]所述控制器包括有:
模式管理模塊，用于控制所述對焦模塊、所述補(bǔ)光模塊及所述濾光片切換器切換不同濾光片形成不同的拍攝模式；
圖像處理模塊，能夠接收拍攝的圖像數(shù)據(jù)，再將接收的圖像數(shù)據(jù)按照不同拍攝模式進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理、加密及準(zhǔn)備處理操作后把處理后的圖像信息發(fā)送到所述傳輸模塊進(jìn)行傳輸，和/或?qū)⒔邮盏膱D像發(fā)送到顯示屏進(jìn)行預(yù)覽。
[0009]所述濾光器的濾光片為紅外截止濾光片、全光譜光學(xué)透鏡以及近紅外窄帶濾光片中的任一個(gè)；所述濾光片切換器內(nèi)置連接的濾光片為紅外截止濾光片、全光譜光學(xué)透鏡以及近紅外窄帶濾光片中的至少一個(gè)。
[0010]所述控制器還包括用于控制對焦器件調(diào)節(jié)成像清晰度的所述對焦模塊，對焦器件采為定焦距器件、可控對焦器件或自適應(yīng)對焦器件。
[0011]所述控制器還包括用于調(diào)控補(bǔ)光燈的所述補(bǔ)光模塊，補(bǔ)光燈分別為可見光補(bǔ)光燈、紅外補(bǔ)光燈和近紅外補(bǔ)光燈中的至少一個(gè)。
[0012]所述模式管理模塊設(shè)有開發(fā)者控制拍攝模塊，開發(fā)者在所述外部裝置上通過所述傳輸模塊訪問開發(fā)者控制拍攝模塊，查詢所述攝像頭的對焦模塊、補(bǔ)光模塊和濾光片切換器一種以上的工作狀態(tài)，并且/或者，控制所述攝像頭的對焦模塊、補(bǔ)光模塊和濾光片切換器一種以上的工作狀態(tài)。
[0013]所述近紅外窄帶濾光片使用的近紅外線的波長為700?2526nm。
[0014]所述外部裝置為計(jì)算機(jī)PC、筆記本電腦、平板電腦、手機(jī)、pad、警務(wù)通或智能電視。
[0015]所述控制器還包括加密模塊或不包括加密模塊。
[0016]所述圖像傳感器為電荷耦合器件CXD或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體C0MS。
[0017]所述控制器為數(shù)字信號(hào)處理器DSP、微控制單元MCU、嵌入式計(jì)算機(jī)處理器ARM、現(xiàn)場可編程門陣列FPGA、中央處理器CPU、單片機(jī)、片上系統(tǒng)SoC或其它等同專用芯片。
[0018]所述傳輸模塊為包含W1-Fi模塊、藍(lán)牙模塊、近距離無線通訊模塊NFC、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、USB通訊模塊、IEEE1394通訊模塊、無線千兆比特通訊模塊WiGig、LED無線光通信Lifi通訊模塊中任一種或多種模塊。
[0019]
本發(fā)明的任務(wù)之二提供一種利用所述的圖像信息采集裝置進(jìn)行生物圖像信息采集的方法，可識(shí)別拍攝物體是否為生物活體，該圖像信息采集裝置的所述攝像頭數(shù)量為兩個(gè)，且該兩個(gè)攝像頭中的一個(gè)或兩個(gè)包括濾光片切換器和/或?qū)鼓K，該兩個(gè)攝像頭的圖像采集面在同一平面上，所述濾光器的濾光片為紅外截止濾光片、全光譜光學(xué)透鏡以及近紅外窄帶濾光片中的任一個(gè)；所述濾光片切換器內(nèi)置連接的濾光片為紅外截止濾光片、全光譜光學(xué)透鏡以及近紅外窄帶濾光片中的至少一個(gè)。
[0020]本任務(wù)通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
(al)啟動(dòng)兩個(gè)所述攝像頭，兩個(gè)攝像頭同步輸出圖像數(shù)據(jù)；
(a2)設(shè)置至少一個(gè)攝像頭為近紅外拍攝模式；
(a3)抓取圖像數(shù)據(jù)并通過傳輸模塊傳輸至顯示屏給用戶預(yù)覽；
(a4)判斷近紅外圖像是否存在活體，如果是進(jìn)行步驟(a5)，
否則進(jìn)行步驟(a3);
(a5)判斷近紅外圖像是否符合生物圖像識(shí)別拍攝需求，如果是進(jìn)行步驟(a6)，否則進(jìn)行步驟(a3);
(a6)控制器把拍攝好的圖像數(shù)據(jù)通過傳輸模塊發(fā)送至外部裝置。
[0021]進(jìn)一步的改進(jìn)方案如下:
所述步驟(a2)設(shè)置第一攝像頭為近紅外拍攝模式，設(shè)置第二攝像頭為可見光拍攝模式；或者，所述步驟(a2)設(shè)置第一攝像頭為近紅外拍攝模式，設(shè)置第二攝像頭為紅外拍攝模式；或者，所述步驟(a2)設(shè)置第一攝像頭為近紅外拍攝模式，設(shè)置第二攝像頭為與第一攝像頭不同波段的近紅外拍攝模式，所述第二攝像頭的近紅外波長為700~2526nm ;或者，所述步驟(a2)設(shè)置第一攝像頭為近紅外拍攝模式，設(shè)置第二攝像頭為非工作狀態(tài)。
[0022]所述圖像信息采集裝置還包括加密模塊，步驟(a6)還包括如下步驟: 判斷所述控制器的模式指令中是否包含加密請求，如果包含，則控制器把拍攝好的圖像數(shù)據(jù)傳送到所述加密模塊進(jìn)行加密，加密后的圖像數(shù)據(jù)通過所述傳輸模塊被發(fā)送至所述外部裝置；否則，控制器把未加密的圖像數(shù)據(jù)通過傳輸模塊發(fā)送至外部裝置。
[0023]所述步驟(a2)中所述攝像頭在近紅外拍攝模式下，使用的近紅外線的波長為700 ?2526nm0
[0024]所述近紅外線的波長為700?llOOnm，用于活體人臉識(shí)別圖像采集，或者/和用于活體虹膜識(shí)別圖像采集，或者/和用于活體指靜脈識(shí)別圖像采集，或者/和用于活體掌靜脈識(shí)別圖像采集，或者/和用于活體耳朵識(shí)別圖像采集。
[0025]
本發(fā)明的任務(wù)之三提供一種利用所述的圖像信息采集裝置進(jìn)行生物圖像信息采集的方法，可識(shí)別拍攝物體是否為生物活體，所述圖像信息采集裝置僅有一個(gè)攝像頭工作，該攝像頭包括濾光片切換器，濾光片切換器內(nèi)置連接有近紅外窄帶濾光片，還連接有紅外截止濾光片或/和全光譜光學(xué)透鏡。
[0026]本任務(wù)通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
(bl)啟動(dòng)攝像頭工作，控制器切換該攝像頭至可見光拍攝模式或夜視拍攝模式；
(b2)抓取可見光圖像或紅外光圖像數(shù)據(jù)，并將抓去的圖像數(shù)據(jù)通過傳輸模塊傳輸至顯示屏給用戶預(yù)覽；
(b3)判斷可見光圖像或紅外光圖像是否存在人臉，如果是，保持可見光人臉圖像或紅外光人臉圖像運(yùn)行步驟(b4)，否則運(yùn)行步驟(b2);
(b4)判斷紅外光人臉圖像或可見光人臉圖像是否符合生物圖像識(shí)別拍攝要求，如果是運(yùn)行步驟(b2)，否則進(jìn)行步驟(b5);
(b5)控制器控制濾光片切換器切換近紅外窄帶濾光片工作，使得攝像頭處于近紅外拍攝豐吳式；
(b6)抓取近紅外圖像數(shù)據(jù)，并傳輸至顯示屏給用戶預(yù)覽；
(b7)判斷近紅外光圖像是否存在活體人臉，如果是，保持近紅外人臉圖像運(yùn)行步驟(b8)，否則運(yùn)行步驟(bl);
(b8)判斷近紅外人臉圖像是否符合生物圖像識(shí)別拍攝要求，如果是運(yùn)行步驟(b9)，否則進(jìn)行步驟(bl);
(b9)控制器利用人臉識(shí)別算法判斷:步驟(b3)的可見光人臉圖像與步驟(b7)的近紅外人臉圖像的相似度，或者，步驟(b3)的紅外光人臉圖像與步驟(b7)的近紅外人臉圖像的相似度，
如果該相似度超過設(shè)定閾值，則認(rèn)為是同一個(gè)人，運(yùn)行步驟(blO)，否則認(rèn)為不是同一個(gè)人，運(yùn)行步驟(bl)；
(blO)控制器把拍攝好的可見光人臉圖像數(shù)據(jù)和/或近紅外人臉圖像數(shù)據(jù)通過傳輸模塊發(fā)送至外部裝置，或者，控制器把拍攝好的紅外光人臉圖像數(shù)據(jù)和/或近紅外人臉圖像數(shù)據(jù)通過傳輸模塊發(fā)送至外部裝置。
[0027]進(jìn)一步的改進(jìn)方案如下:
所述閾值為不小于0.8不大于I的值。
[0028]所述圖像信息采集裝置還包括加密模塊，步驟(blO)還包括如下步驟: 判斷所述控制器的模式指令中是否包含加密請求，如果包含，則控制器把拍攝好的圖像數(shù)據(jù)傳送到所述加密模塊進(jìn)行加密，加密后的圖像數(shù)據(jù)通過所述傳輸模塊被發(fā)送至所述外部裝置；否則，控制器把未加密的圖像數(shù)據(jù)通過傳輸模塊發(fā)送至外部裝置。
[0029]所述步驟(b5)中所述攝像頭在近紅外拍攝模式下，使用的近紅外線的波長為700 ?2526nm0
[0030]所述近紅外線的波長為700?llOOnm，用于活體人臉識(shí)別圖像采集，或者/和用于活體虹膜識(shí)別圖像采集，或者/和用于活體指靜脈識(shí)別圖像采集，或者/和用于活體掌靜脈識(shí)別圖像采集，或者/和用于活體耳朵識(shí)別圖像采集。
[0031]
本發(fā)明的任務(wù)之四是提供一種利用所述的圖像信息采集裝置進(jìn)行3D影像拍攝的方法，實(shí)現(xiàn)為3D視頻和3D建模提供圖像數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)備，該兩個(gè)攝像頭的圖像采集面在同一平面上，且該兩個(gè)攝像頭中的一個(gè)或兩個(gè)包括濾光片切換器和/或?qū)鼓K，所述濾光器的濾光片為紅外截止濾光片、全光譜光學(xué)透鏡以及近紅外窄帶濾光片中的任一個(gè)；所述濾光片切換器內(nèi)置連接的濾光片為紅外截止濾光片、全光譜光學(xué)透鏡以及近紅外窄帶濾光片中的至少一個(gè)。
[0032]本任務(wù)通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
(Cl)啟動(dòng)兩個(gè)所述攝像頭，兩個(gè)攝像頭同步輸出圖像數(shù)據(jù)；
(c2)設(shè)置第一攝像頭至可見光拍攝模式，并抓取第一可見光圖像數(shù)據(jù)，同時(shí)設(shè)置第二攝像頭至可見光拍攝模式，并抓取第二可見光圖像數(shù)據(jù)；
(c3)控制器把拍攝好的第一可見光圖像數(shù)據(jù)和第二可見光圖像數(shù)據(jù)通過傳輸模塊發(fā)送至外部裝置。
[0033]進(jìn)一步的改進(jìn)方案如下:
所述圖像信息采集裝置還包括加密模塊，步驟(c3)還包括如下步驟:
判斷所述控制器的模式指令中是否包含加密請求，如果包含，則控制器把拍攝好的第一可見光圖像數(shù)據(jù)和第二可見光圖像數(shù)據(jù)傳送到加密模塊進(jìn)行加密，加密后的第一可見光圖像數(shù)據(jù)和第二可見光圖像數(shù)據(jù)通過傳輸模塊被發(fā)送至外部裝置；否則，控制器把未加密的第一可見光圖像數(shù)據(jù)和第二可見光圖像數(shù)據(jù)通過傳輸模塊發(fā)送至外部裝置。
[0034]
本發(fā)明的任務(wù)之五是提供一種利用所述的圖像信息采集裝置進(jìn)行全焦點(diǎn)距離影像拍攝方法，解決了清晰拍攝近距離物體的時(shí)候也能清晰拍攝遠(yuǎn)距離物體的問題。
[0035]本任務(wù)通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
一種利用所述的圖像信息采集裝置進(jìn)行全焦點(diǎn)距離影像拍攝方法，該圖像信息采集裝置的所述攝像頭數(shù)量為兩個(gè)，該兩個(gè)攝像頭的圖像采集面在同一平面上，且該兩個(gè)攝像頭中的一個(gè)或兩個(gè)包括對焦模塊，其特征在于包括如下步驟:
利用所述兩個(gè)攝像頭，其中一個(gè)為近焦點(diǎn)距離，另一個(gè)為遠(yuǎn)焦點(diǎn)距離，進(jìn)行拍攝圖像，拍攝的圖像數(shù)據(jù)通過傳輸模塊傳輸?shù)酵獠垦b置，外部裝置通過第三方軟件把近焦點(diǎn)距離攝像頭拍攝的圖像和遠(yuǎn)焦點(diǎn)距離攝像頭拍攝的圖像，融合成一幅全景圖像；或者，將近焦點(diǎn)距離攝像頭拍攝的圖像和遠(yuǎn)焦點(diǎn)距離攝像頭拍攝的圖像經(jīng)過所述控制器處理，融合成一幅全景圖像，再通過傳輸模塊傳輸?shù)酵獠垦b置。
[0036]
本發(fā)明的任務(wù)之六是提供所述的圖像信息采集裝置的用途，該裝置的用途廣泛，滿足不同用戶的使用需求；該圖像信息采集裝置的所述攝像頭數(shù)量為一個(gè)，且該攝像頭包括濾光片切換器、和/或?qū)鼓K、和/或補(bǔ)光模塊；或所述攝像頭的數(shù)量為兩個(gè)，且該兩個(gè)攝像頭中的一個(gè)或兩個(gè)包括濾光片切換器、和/或?qū)鼓K、和/或補(bǔ)光模塊，該兩個(gè)攝像頭的圖像采集面在同一平面上；所述濾光器的濾光片為紅外截止濾光片、全光譜光學(xué)透鏡以及近紅外窄帶濾光片中的任一個(gè)，所述濾光片切換器內(nèi)置連接的濾光片為紅外截止濾光片、全光譜光學(xué)透鏡以及近紅外窄帶濾光片中的至少一個(gè)。
[0037]所述圖像信息采集裝置用于2D視頻通訊、3D視頻通訊、智能人臉識(shí)別、智能虹膜識(shí)別、智能指靜脈識(shí)別、智能掌靜脈識(shí)別、智能耳朵識(shí)別、全焦點(diǎn)距離影像、2D影像、3D影像、3D建模和/或開發(fā)者模式的圖像數(shù)據(jù)采集。
[0038]
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
(I)本發(fā)明圖像信息采集裝置，通過切換攝像頭中紅外截止濾光片、全光譜光學(xué)透鏡以及近紅外窄帶濾光片，形成不同的組合，達(dá)到具備多種拍攝功能，提高用戶體驗(yàn)。
[0039](2)本發(fā)明生物圖像信息采集的方法，采用所述圖像信息采集裝置，兩個(gè)攝像頭至少一個(gè)為近紅外拍攝模式，能夠識(shí)別拍攝物是否為生物活體，對生物活體拍攝圖像，或?qū)ε臄z后的生物圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行加密傳輸；兩個(gè)攝像頭同步傳輸圖像，可通過紅外拍攝模式下的人臉圖像來驗(yàn)證可見光模式下的人臉圖像是否為非法用戶，提高用戶身份認(rèn)證的安全性。
[0040](3)本發(fā)明生物圖像信息采集的方法，采用所述圖像信息采集裝置，攝像頭數(shù)量為一個(gè)，其內(nèi)濾光片切換器連接有近紅外窄帶濾光片，還連接有紅外截止濾光片或全光譜光學(xué)透鏡，可以在可見光情況下和低照度情況下，識(shí)別生物活體，進(jìn)一步可以通過將濾光片切換器切換近紅外窄帶濾光片與其它濾光片前后抓取的圖像進(jìn)行相似性判斷，驗(yàn)證是否為同一個(gè)人，提高用戶身份認(rèn)證的安全性。
[0041](4)本發(fā)明3D影像拍攝的方法，采用所述圖像信息采集裝置，兩攝像頭都為可見光拍攝模式，兩攝像頭的圖像采集面在同一平面上，實(shí)現(xiàn)為3D視頻和3D建模提供圖像數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)備，或?qū)D像數(shù)據(jù)進(jìn)行加密傳輸。
[0042](5)本發(fā)明全焦點(diǎn)距離影像拍攝方法，采用所述圖像信息采集裝置，兩攝像頭都為可見光拍攝模式，且該兩個(gè)攝像頭的圖像采集面在同一平面上，使得一個(gè)為近焦點(diǎn)距離，另一個(gè)為遠(yuǎn)焦點(diǎn)距離，將拍得的圖形進(jìn)行融合，解決了清晰拍攝近距離物體的時(shí)候也能清晰拍攝遠(yuǎn)距離物體的問題。
[0043](6)圖像信息采集裝置的用途廣泛，主要應(yīng)用于2D視頻通訊、3D視頻通訊、智能人臉識(shí)別、智能虹膜識(shí)別、智能指靜脈識(shí)別、智能掌靜脈識(shí)別、智能耳朵識(shí)別、全焦點(diǎn)距離影像、2D影像、3D影像、3D建模、開發(fā)者模式等多種功能，滿足不同用戶的使用需求。
[0044]
【附圖說明】
[0045]圖1為本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)示意圖之一；