[發(fā)明專利]攝像機(jī)成像系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180062236.2
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN103329541A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 章云
• 申請（專利權(quán)）人: 新不倫瑞克大學(xué)
• 主分類號: H04N9/43
• 分類號: H04N9/43;H04N5/30;H04N9/09;H04N9/097
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華;陳姍姍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及攝像機(jī)成像。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的雙視頻成像系統(tǒng)的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的連續(xù)圖像幀的示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的雙攝像機(jī)系統(tǒng)的示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的雙傳感器單透鏡系統(tǒng)的示意圖；以及

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的旋轉(zhuǎn)半鏡系統(tǒng)的示意圖。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，一種視頻成像系統(tǒng)包括可操作地連接至數(shù)字處理系統(tǒng)的低分辨率彩色數(shù)字視頻攝像機(jī)和高分辨率單色數(shù)字視頻攝像機(jī)。該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括用于檢測在攝像機(jī)的視場內(nèi)的運動物體的物體運動模塊、以及用于確定物體在攝像機(jī)的重疊視場中的位置的物體位置模塊。

根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，一種方法包括：提供來自低分辨率彩色數(shù)字視頻攝像機(jī)的圖像幀以及來自高分辨率單色數(shù)字視頻攝像機(jī)的相應(yīng)圖像幀，以及將這兩個圖像幀融合以獲得具有比來自低分辨率彩色數(shù)字視頻攝像機(jī)的圖像幀更高分辨率的彩色圖像。該方法可以進(jìn)一步包括提供三維坐標(biāo)系，以便確定運動物體在攝像機(jī)的重疊視場中的位置，由此根據(jù)運動物體在圖像中的位置來確定運動物體的二維位置，而由待融合的兩個圖像幀之間的視差來導(dǎo)出從攝像機(jī)到物體的距離，該距離與圖像平面的垂直軸線同向。

根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，一種攝像機(jī)成像系統(tǒng)包括低分辨率彩色數(shù)字傳感器芯片、高分辨率單色數(shù)字傳感器芯片、分束器、和透鏡，其中透鏡收集入射光傳至分束器，分束器將入射光分離傳到兩個傳感器芯片。該系統(tǒng)還包括數(shù)字處理系統(tǒng)，數(shù)字處理系統(tǒng)將來自彩色傳感器的低分辨率彩色圖像與來自單色傳感器的高分辨率單色圖像融合，以產(chǎn)生高分辨率彩色圖像。

具體實施方式

參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于雙視頻成像系統(tǒng)的整個系統(tǒng)配置包括具有透鏡20的彩色數(shù)字視頻攝像機(jī)2以及具有透鏡22的單色數(shù)字視頻攝像機(jī)4。攝像機(jī)2和4每個均產(chǎn)生場景6的數(shù)字信號，所產(chǎn)生的場景6的數(shù)字信號接著被傳輸至數(shù)字處理系統(tǒng)(“DPS”)12。

攝像機(jī)2和4采用電荷耦合器件(“CCD”)傳感器或者互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(“CMOS”)傳感器。攝像機(jī)2是低分辨率彩色(“LC”)視頻攝像機(jī)，而攝像機(jī)4是高分辨率單色(“HM”)視頻攝像機(jī)。攝像機(jī)2和4能夠提供流式視頻信號，作為保安、監(jiān)控或監(jiān)測系統(tǒng)的一部分。然而，應(yīng)當(dāng)理解，用于攝像機(jī)2和4的應(yīng)用不限于這種系統(tǒng)。

攝像機(jī)2具有由光線8限定的視場，而攝像機(jī)4具有由光線10限定的視場。彩色攝像機(jī)2和單色攝像機(jī)4產(chǎn)生獨立的流式視頻信號，所產(chǎn)生的獨立的流式視頻信號接著被提供給DPS?12。攝像機(jī)2和4是相鄰的并且能夠被共同容納在單個攝像機(jī)外殼(未示出)中。

通過處理器12中的圖像融合模塊(“FM”)26將來自攝像機(jī)2的低分辨率彩色流式視頻信號與來自攝像機(jī)4的相應(yīng)的高分辨率單色流式視頻信號進(jìn)行融合，以產(chǎn)生經(jīng)過融合的高分辨率彩色流式視頻信號(“HC”)28。通過融合彩色視頻信號與單色視頻信號，雙攝像機(jī)系統(tǒng)的靈敏度得到改進(jìn)，因此歸因于包括了來自單色攝像機(jī)的高分辨率信號以及來自彩色視頻信號的彩色信號，該雙攝像機(jī)系統(tǒng)能夠在弱光照條件下獲得高分辨率彩色視頻信號。

彩色視頻信號和單色視頻信號是由單個圖像幀組成的。將來自攝像機(jī)2和4相應(yīng)的視頻圖像幀成對地分離出來，然后再將其一一融合起來。各種融合方法可以使用來融合幀對。例如，用于將低分辨率多光譜衛(wèi)星圖像與高分辨率全色衛(wèi)星圖像融合的圖像融合方法在遙感領(lǐng)域內(nèi)是已知的，并且可以適于將來自攝像機(jī)2和4的視頻圖像幀進(jìn)行融合。一種此類融合方法在美國專利No.7,340,099(Zhang)中公開，該專利通過全文引用的方式結(jié)合到本文中。用于衛(wèi)星影像的其他圖像融合方法包括基于算術(shù)的方法、基于統(tǒng)計的方法、基于比率的方法以及基于小波的方法。通過用根據(jù)本發(fā)明的彩色視頻圖像幀和單色視頻圖像幀對來分別替代多光譜圖像和全色圖像，現(xiàn)有技術(shù)的圖像融合方法可適于將由攝像機(jī)2所捕獲的視頻圖像幀與由攝像機(jī)4所捕獲的視頻圖像幀進(jìn)行融合。