[發(fā)明專利]一種立體視頻共光心成像系統(tǒng)及其成像方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410717260.0
• 申請(qǐng)日: 2014-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104469340A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張新;柯家琪;廖智宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳凱澳斯科技有限公司
• 主分類號(hào): H04N13/02
• 分類號(hào): H04N13/02;H04N13/00
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 楊洪龍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信息處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種立體視頻共光心成像系統(tǒng)及其成像方法。

背景技術(shù)

隨著信息處理技術(shù)的發(fā)展，視頻成像與遠(yuǎn)程呈現(xiàn)技術(shù)拓展了人的視覺(jué)認(rèn)知能力。但在當(dāng)前，人們已經(jīng)不滿足對(duì)場(chǎng)景畫(huà)面的簡(jiǎn)單感知，在圖像細(xì)節(jié)方面追求更佳的色彩還原，在空間維度上追求有深度距離的感知，在觀看視野上追求全景呈現(xiàn)的能力，甚至在光譜維度上追求能夠超越人眼觀測(cè)的極限。然而現(xiàn)有的單一攝像頭成像以及傳統(tǒng)的監(jiān)控方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程呈現(xiàn)在視覺(jué)寬度、深度的需求。只有在成像端應(yīng)用更寬視角、更多視點(diǎn)的視頻采集及圖像處理方法，才能形成新型的遠(yuǎn)程呈現(xiàn)技術(shù)。

人眼對(duì)場(chǎng)景深度距離的感知，是通過(guò)左右眼從兩個(gè)具有微小差異的視角觀看的結(jié)果。立體視頻成像技術(shù)相比傳統(tǒng)平面視覺(jué)技術(shù)，能夠更加完整地進(jìn)行視覺(jué)信息呈現(xiàn)，獲得真實(shí)的視覺(jué)效果。在立體視頻成像中，至少需要兩個(gè)視點(diǎn)的成像設(shè)備對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行同步拍攝，同時(shí)根據(jù)場(chǎng)景的變化，調(diào)整設(shè)備之間光心的距離和匯聚角等參數(shù)，從而與人眼的立體視覺(jué)效果保持一致。由于拍攝設(shè)備自身結(jié)構(gòu)的限制，傳統(tǒng)的立體拍攝設(shè)備光心距離會(huì)聚角等參數(shù)很難做到與人眼視覺(jué)一致，突出表現(xiàn)在光心距離較大，很難將光心距離縮小。這種缺點(diǎn)導(dǎo)致采集設(shè)備采集的立體影像立體效果不強(qiáng)，同時(shí)加重用戶不適感。

寬視角視頻成像系統(tǒng)的特點(diǎn)在于對(duì)場(chǎng)景的全景采集。傳統(tǒng)通過(guò)陣列式相機(jī)拍攝與圖像融合的方法，由于相機(jī)的光心并沒(méi)有重合，所得到圖像的重疊區(qū)域存在視差問(wèn)題，無(wú)法將具有一定景深范圍內(nèi)的圖像進(jìn)行完整的融合拼接。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提出一種立體視頻共光心成像系統(tǒng)及其成像方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不能同時(shí)滿足圖像具有寬視角和優(yōu)秀的深度感知的技術(shù)問(wèn)題。

為此，本發(fā)明提出一種立體視頻共光心成像系統(tǒng)，包括共光心鏡頭模塊和攝像機(jī)模塊；其中：

所述共光心鏡頭模塊，包括若干組鏡頭單元，每組鏡頭單元包括按照設(shè)定角度放置的反射鏡面和半反射半透射鏡面，入射光線經(jīng)過(guò)所述反射鏡面反射到達(dá)所述半反射半透射鏡面，所述半反射半透射鏡面將入射光按照預(yù)設(shè)比例進(jìn)行反射和透射；

所述攝像機(jī)模塊，包括至少兩個(gè)第一攝像機(jī)和至少兩個(gè)第二攝像機(jī)，所述第一攝像機(jī)接收從所述半反射半透射鏡面反射的光線，所述第二攝像機(jī)接收從所述半反射半透射鏡面透射的光線，所述至少兩個(gè)第二攝像機(jī)的虛擬光心位置重合在一點(diǎn)。

優(yōu)選地，所述成像系統(tǒng)還包括機(jī)械控制模塊，用于改變所述第一攝像機(jī)虛擬光心與所述第二攝像機(jī)的虛擬光心之間的距離，以得到不同的視覺(jué)效果。

優(yōu)選地，所述成像系統(tǒng)還包括顏色處理模塊，用于檢測(cè)所述攝像機(jī)模塊中的不同攝像機(jī)獲得的視頻中的特定區(qū)域，獲取所述不同攝像機(jī)獲得的視頻之間顏色的差異，并對(duì)所述不同攝像機(jī)獲得的視頻進(jìn)行顏色補(bǔ)償處理。

優(yōu)選地，所述成像系統(tǒng)還包括幾何處理模塊，用于檢測(cè)所述攝像機(jī)模塊中的不同攝像機(jī)獲得的視頻所對(duì)應(yīng)成像幾何關(guān)系，獲得所述不同攝像機(jī)獲得的視頻之間的攝像機(jī)參數(shù)，并對(duì)所述不同攝像機(jī)獲得的視頻進(jìn)行幾何補(bǔ)償處理。

優(yōu)選地，所述成像系統(tǒng)還包括渲染輸出模塊，用于將所述攝像機(jī)模塊中的不同攝像機(jī)獲得的視頻融合拼接，形成立體視頻數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述共光心鏡頭模塊中的反射鏡面和半反射鏡面為整體的棱鏡。

優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)比例為50％，所述半反射半透射鏡面將入射光按照反射：投射為50％：50％的比例射出。

本發(fā)明還提出一種使用上述的立體視頻共光心成像系統(tǒng)的成像方法，包括：一部分入射光線經(jīng)過(guò)所述反射鏡面的反射進(jìn)入相應(yīng)的所述第一攝像機(jī)，另一部分入射光線經(jīng)過(guò)所述半反射半透射鏡面進(jìn)入相應(yīng)的所述第二攝像機(jī)。

優(yōu)選地，改變所述第一攝像機(jī)與所述第二攝像機(jī)的虛擬光心的距離，以得到不同的視覺(jué)效果。

本發(fā)明提出的寬視角立體視頻共光心成像系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)寬視角、全景的立體視頻采集，獲取更大視角的立體視頻畫(huà)面，提高遠(yuǎn)程呈現(xiàn)的觀測(cè)能力及真實(shí)還原能力。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施方式一的同一視向不同視點(diǎn)的攝像機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施方式一的同一視點(diǎn)不同視向的攝像機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施方式一的反射鏡面與半反射半透射鏡面組合形成的鏡頭結(jié)構(gòu)；

圖4是本發(fā)明實(shí)施方式一的不同攝像機(jī)獲得的視頻的同步控制與實(shí)施獲取示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施方式二的不同攝像機(jī)獲得的視頻顏色處理流程示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施方式二的不同攝像機(jī)獲得的視頻幾何處理流程示意圖；