[實用新型]一種壁畫圖像采集裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420650337.2
• 申請日: 2014-11-02
• 公開（公告）號: CN204104062U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張永明;賈陽;林高華;方俊;王進(jìn)軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N5/232;G05D3/12
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 楊學(xué)明;顧煒

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及文物保護(hù)、圖像采集與處理裝置領(lǐng)域，尤其涉及超高清圖像采集處理裝置，圖像壓縮算法研究，具體涉及一種壁畫圖像采集裝置及方法。

背景技術(shù)

中國古代壁畫承載著豐富的歷史信息，美學(xué)、藝術(shù)、科學(xué)價值巨大，但目前大部分受損非常嚴(yán)重。自然環(huán)境因素導(dǎo)致壁畫起甲、酥堿、空鼓等現(xiàn)象。同時，大氣污染嚴(yán)重，游客數(shù)量增加，都對壁畫帶來很大威脅。因此壁畫的保護(hù)和修復(fù)刻不容緩。為了便于壁畫的修復(fù)研究和文物遺跡所承載的信息真實長久地傳播，需要將壁畫圖像進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)采集，存儲和傳輸。然而，由于壁畫通常面積較大，如敦煌壁畫面積達(dá)4.5萬平方米；墓室壁畫長寬通常達(dá)到數(shù)米，而墓道通常較為狹窄，用普通照相設(shè)備難以獲得一幅完整的壁畫，另外，為了進(jìn)行修復(fù)研究和遺跡數(shù)字化保存，數(shù)字化之后的壁畫必須是高清圖像，這也導(dǎo)致壁畫的數(shù)據(jù)存儲量非常大，普通設(shè)備的存儲單元無法達(dá)到要求。

專利申請公布的“一種自轉(zhuǎn)全景照相機(jī)(97248517.1)”，利用萬向傳動機(jī)構(gòu)、自轉(zhuǎn)中心軸、減速齒輪箱等使照相機(jī)在俯、仰角度同時作360度自轉(zhuǎn)拍攝出逼真的長幅全景照片。但該相機(jī)只能在固定位置做圍繞中心軸的轉(zhuǎn)動，無法在較近距離拍攝巨幅壁畫的細(xì)節(jié)。

專利申請公布的“基于圖像拼接的SDI全景攝像系統(tǒng)(201110266153.7)”，利用多個攝像機(jī)，將采集到的視頻進(jìn)行拼接，能夠獲得所拍攝場景的情況。但是為了覆蓋拍攝場景，需要使用n個攝像機(jī)，同時，還需要n個圖像傳感器、n個ISP芯片、n個SDI發(fā)送器、n個SDI接收器。也就是說，對于不同的拍攝對象，該設(shè)備的規(guī)模也不能隨時進(jìn)行調(diào)整，無法高效的進(jìn)行不同場景中大小不同的壁畫采集。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于，針對目前古代壁畫圖像采集需求，為文物保護(hù)人員提供一種壁畫圖像采集裝置及方法。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

其特征在于：包括一臺高清相機(jī)、一個核心控制器、一個連接相機(jī)的固態(tài)硬盤、一套照明系統(tǒng)、相機(jī)導(dǎo)軌支架系統(tǒng)、和相機(jī)無線連接的液晶顯示器、遙控器；裝置的壁畫圖像采集主要依靠高清相機(jī)，采集的圖像存儲在連接于相機(jī)的固態(tài)硬盤中；同時壓縮后的圖像也實時顯示在遙控端的液晶顯示屏上，供使用者進(jìn)行監(jiān)控。采集前根據(jù)壁畫的面積大小、高度、所處環(huán)境調(diào)整導(dǎo)軌支架，根據(jù)所處環(huán)境由使用者使用遙控器調(diào)整系統(tǒng)照明；

所述高清相機(jī)，其特征在于能夠采集超高清彩色圖像，圖像質(zhì)量由文物保護(hù)的需要決定；相機(jī)能夠由遙控器控制，相機(jī)視野中的內(nèi)容能夠在核心控制器中編碼后通過無線實時傳輸?shù)竭b控端的液晶顯示屏上；相機(jī)采集的圖像能夠通過輸入到核心控制器進(jìn)行編碼之后通過串口存儲到固態(tài)硬盤中；

所述連接相機(jī)的固態(tài)硬盤至少在太字節(jié)級別，能滿足圖像的存儲和傳輸速度的要求。

所述導(dǎo)軌支架系統(tǒng)由接于相機(jī)的可通過遙控器遠(yuǎn)程控制自動調(diào)節(jié)角度的三維云臺、自動調(diào)節(jié)高度的支撐桿、自動調(diào)節(jié)高低和長度的滑動導(dǎo)軌構(gòu)成；所述三維云臺能夠360度調(diào)節(jié)相機(jī)角度，云臺、支撐桿和導(dǎo)軌均能夠接收核心控制器發(fā)出的信號自動調(diào)整角度、高度、長度；支架系統(tǒng)能夠保證采集時的穩(wěn)定性，防止微小晃動導(dǎo)致的圖像模糊。

所述導(dǎo)軌支架系統(tǒng)由碳纖維材料制成，質(zhì)量輕且強(qiáng)度大，可方便搬運(yùn)。

所述核心控制器，能夠接收并解析遙控器的控制信息，并根據(jù)解析后的信息發(fā)出控制信號，控制整個裝置的動作，包括裝置的起停，導(dǎo)軌的高度、長度，支撐桿高度，照明系統(tǒng)光強(qiáng)度，拍攝的模式選擇，自動采集時壁畫長度和高度的輸入；核心控制器還負(fù)責(zé)自動采集模式下根據(jù)壁畫長度、寬度的采集路徑和速度的計算與控制。

所述的和相機(jī)無線連接的遙控器由使用者對云臺的角度、支撐桿的高低、導(dǎo)軌的長度和高度、相機(jī)支撐桿在導(dǎo)軌上的移動方向、照明系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、拍攝模式選擇、相機(jī)的啟停進(jìn)行操作。遙控器上有一塊液晶顯示屏，可以對相機(jī)的視野進(jìn)行實時顯示。

所述的無線連接可以傳輸控制信號，實時顯示相機(jī)所拍攝的畫面，數(shù)據(jù)的傳輸距離小于100米。

本實用新型的基于上述裝置的壁畫圖像采集裝置和方法，使用時裝置進(jìn)行以下步驟：

(1)估計壁畫的長度和高度，將導(dǎo)軌支架置于壁畫正前方，距離遠(yuǎn)近根據(jù)拍攝效果調(diào)整；