[發(fā)明專利]基于液晶可調(diào)濾波器的可見光紅外圖像融合裝置及方法

在審

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• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN114449232A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋世豪;魏賀
• 申請（專利權(quán)）人: 上海奕太智能科技有限公司
• 主分類號: H04N9/04
• 分類號: H04N9/04;H04N9/43;H04N9/64;H04N9/77;H04N19/42
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 李博茜

本發(fā)明公開基于液晶可調(diào)濾波器的可見光紅外圖像融合裝置，包括鏡頭、液晶可調(diào)諧濾光片、高速黑白圖像傳感器、第一連接線、高速圖像處理器、第二連接線；鏡頭、液晶可調(diào)諧濾光片、高速黑白傳感器、依次排列，通過外殼和支架固定，三者光學(xué)中心對齊；高速黑白圖像傳感器通過第一連接線與高速圖像處理器連接，液晶可調(diào)諧濾光片通過第二連接線與高速圖像處理器進行連接。采用液晶可調(diào)諧濾光片進行分光，系統(tǒng)更加輕便，便于裝配；分時采集R、G、B圖像不需要進行顏色差值，系統(tǒng)顏色還原性更逼真，分辨率更高；采用IR圖像對R、G、B圖像進行亮度補償，使圖像在極低照環(huán)境下不需要白光爆閃燈補償?shù)臈l件下，能夠獲得更高的彩色圖像質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于液晶可調(diào)濾波器的可見光紅外圖像融合裝置及方法。

背景技術(shù)

目前可見光、紅外融合設(shè)備主要采用分光棱鏡將入射光分束成紅外光和可見光，然后分別使用紅外傳感器和RGB可見光傳感器進行分開成像，最后將紅外圖像與可見光圖像進行融合，以提高低照條件下圖像的細(xì)節(jié)和亮度，得到清晰的圖像；或者采用帶有IR、R、G、B的Bayer格式濾光片，獲取圖像的RAW數(shù)據(jù)，然后進行CFA差值和紅外可見光融合獲得清晰的圖像。采用分光棱鏡的可見光、紅外融合設(shè)備具有較高的圖像分辨率，但其采用兩個傳感器分別獲取紅外和可見光圖像，功耗大，成本高，設(shè)備笨重；并且由于采用兩個Sensor,圖像配準(zhǔn)難度較大，制造工藝比較復(fù)雜。采用帶有IR、R、G、B的Bayer格式濾光片的可見光、紅外融合設(shè)備只采用一個傳感器，圖像容易配準(zhǔn)，功耗和成本較低，但該設(shè)備分辨率比較低，一般成像效果比較差。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成像效果好且結(jié)構(gòu)輕便便于裝配、操作的基于液晶可調(diào)濾波器的可見光紅外圖像融合裝置及方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種基于液晶可調(diào)濾波器的可見光紅外圖像融合裝置，包括鏡頭、液晶可調(diào)諧濾光片、高速黑白圖像傳感器、第一連接線、高速圖像處理器、第二連接線；所述鏡頭、液晶可調(diào)諧濾光片、高速黑白傳感器、依次排列，通過外殼和支架固定，三者光學(xué)中心對齊；高速黑白圖像傳感器通過第一連接線與高速圖像處理器連接，液晶可調(diào)諧濾光片通過第二連接線與高速圖像處理器進行連接。

本發(fā)明還提供了采用上述裝置進行可見光紅外圖像融合的方法，具體為：由鏡頭將入射光線匯聚，經(jīng)過液晶可調(diào)諧濾光片進行分時分光，高速黑白圖像傳感器將液晶可調(diào)諧濾光片分離出的單色光進行黑白成像，液晶可調(diào)諧濾光片通過第二連接線與高速圖像處理器連接，指令控制和供電；高速黑白傳感器通過第一連接線與高速圖像處理器連接，對相機指令控制、圖像數(shù)據(jù)傳輸與供電；高速圖像傳感器負(fù)責(zé)對獲取的RAW圖像進行ISP處理，并將圖像進行編解碼進行傳輸。

進一步地，當(dāng)RAW圖像為30FPS，其具體處理過程為：在低照條件下，首先進行紅外補光，圖像在30-40ms內(nèi)依次分時獲取中心波長為450nm的R波段、550nm的G波段、650nm的B波段、950nm的IR四個波段的單色黑白圖像，然后使用IR圖像對R、G、B進行亮度補償、融合，將亮度補償后的R、G、B圖像在進行通用的ISP方法進行后期處理，最后合成一張RGB或YUV圖像，并進行編解碼。

進一步地，作為較優(yōu)實施方式，所述融合的方式為泊松融合或Laplace金字塔融合。

有益效果：(1)本發(fā)明采用液晶可調(diào)諧濾光片進行分光，使得系統(tǒng)更加輕便，便于裝配；(2)本裝置分時采集R、G、B圖像不需要進行顏色差值，系統(tǒng)顏色還原性更逼真，分辨率更高；(3)采用IR圖像對R、G、B圖像進行亮度補償，使得圖像在極低照環(huán)境下不需要白光爆閃燈補償?shù)臈l件下，能夠獲得更高的彩色圖像質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1、鏡頭，2、液晶可調(diào)諧濾光片，3、高速黑白圖像傳感器，4、第一連接線，5、高速圖像處理器，6、第二連接線。

具體實施方式