CN101527828A - 图像采集设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种图像采集设备，涉及图像处理技术领域，为能够对其中的摄像头安装位置进行调节，便于对各个摄像头所采集的图像进行后续处理而发明。所述图像采集设备，包括多个摄像头、以及摄像头固定装置，所述摄像头固定装置将所述多个摄像头以一定的角度固定，并能够对所述多个摄像头中的至少一个摄像头的位置进行调节，使所述多个摄像头拍摄的图像具有非重叠区域。本发明实施例可用于采集图像。

Description

图像采集设备
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像采集设备。
背景技术
目前的网真系统，基本上都是在一个会议室环境中采用多个独立的摄像机或者一个摄像机组，其中的各个摄像头分别拍摄一定角度的图像，最后再将各个角度的图像拼接起来以形成一幅完整的图像。
为达到良好的图像拼接效果，需要对多个独立的摄像机或者一个摄像机组中的多个摄像头进行严格的部署，使它们之间具有确定且良好的相对位置关系，否则将各个摄像头从各个角度拍摄的图像拼接起来后会产生图形畸变，图形畸变包括图像的上下错位或左右错位等。
现有的摄像机部署是通过试验或者计算，预先确定各个独立的摄像机或一个摄像机组中各个独立摄像头的安装位置，然后将摄像机或摄像机组安装在既定位置上，使多个独立的摄像机或一个摄像机组中的多个摄像头之间保持固定的相对位置关系，这样即可对其从各个不同角度采集而来的图像进行拼接等后续处理工作。
在实现上述摄像机部署的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
在对多个独立的摄像机或摄像机组采集的图像进行后续拼接处理的过程中，如果由于摄像机和摄像机组部署的位置不当而导致产生图形畸变或图像无法拼接等问题时，难以对已经固定好的摄像机或摄像机组的安装位置进行进一步调节，所以难以对多个独立的摄像机或一个摄像机组中的多个摄像头之间的相对位置进行调节，从而难以消除由此而引起的图形畸变，不利于后续的图像处理。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于提供一种图像采集设备，能够对其中的摄像头安装位置进行调节，便于对所述图像采集设备所采集的图像进行后续处理。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案：
一种图像采集设备，包括：多个摄像头、以及摄像头固定装置，所述摄像头固定装置将所述多个摄像头以一定的角度固定，并能够对所述多个摄像头中的至少一个摄像头的位置进行调节，使所述多个摄像头拍摄的图像具有非重叠区域。
本发明实施例提供的图像采集设备，由于所述摄像头固定装置将所述多个摄像头以一定的角度固定，并能够对所述多个摄像头中的至少一个摄像头的位置进行调节，因此能够调节摄像头的安装位置，以改变各个摄像头之间的相对位置关系，进而可以将各个摄像头之间的相对位置调节至良好状态，使所述多个摄像头拍摄的图像具有非重叠区域，以便于对所述图像采集设备所采集的图像进行后续处理。
附图说明
图1为本发明实施例图像采集设备的一种结构示意图；
图2为图1所示图像采集设备的内部结构示意图；
图3为图2所示图像采集设备中单个摄像头组件的侧视图；
图4为对图2所示图像采集设备改进后的结构示意图；
图5为图4所示图像采集设备中单个摄像头组件的一种结构示意图；
图6为图5的隐藏所述摄像头后的俯视图；
图7为图4所示图像采集设备中单个摄像头组件的另一种结构示意图；
图8为图7的侧视图；
图9为本发明其他实施例图像采集设备中单个摄像头组件的侧视图；
图10为图9所示单个摄像头组件中万向轴的分解结构示意图；
图11为图2所示图像采集设备中所述摄像头支架的结构示意图；
图12为将本发明实施例中图像采集设备安装在终端上的结构示意图；
图13为本发明实施例图像采集设备的另一种结构示意图；
图14为图13所示图像采集设备中主机的系统组成示意图；
图15为图14所示获取单元的系统组成示意图；
图16为对图14所示图像采集设备改进后的系统组成示意图；
图17为本发明实施例图像采集设备的详细系统组成示意图。
具体实施方式
本发明实施例旨在提供一种图像采集设备，能够对其中的摄像头安装位置进行调节，便于对所述图像采集设备所采集的图像进行后续处理。
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
如图1所示，本发明实施例图像采集设备，包括三个摄像头1、以及摄像头固定装置2，摄像头固定装置2将三个摄像头1以一定的角度固定，并能够对三个摄像头1中的至少一个摄像头的位置进行调节，使所述三个摄像头1拍摄的图像具有非重叠区域。
由于摄像头固定装置2将三个摄像头1以一定的角度固定，并能够对三个摄像头1中的至少一个摄像头的位置进行调节，因此能够调节摄像头的安装位置，以改变各个摄像头之间的相对位置关系，进而可以将各个摄像头之间的相对位置调节至良好状态，使三个摄像头拍摄的图像具有非重叠区域，以便于对所述图像采集设备所采集的图像进行后续处理。
其中，在摄像头固定装置2对上述三个摄像头1中的至少一个进行调节时，应使上述三个摄像头1中每两个摄像头的光轴之间的夹角为30°～36°范围内的其中一个值。
具体而言，上述调节包括水平调节和俯仰调节。为此，如图2和图3所示，摄像头固定装置2包括摄像头支架21，所述摄像头支架具有摄像头支撑部211，且在摄像头支撑部211上枢设有可在水平面内旋转的第一枢轴212，在第一枢轴212上枢设有可在竖直面内旋转的第二枢轴213，摄像头1设在所述第二枢轴213上。这样，摄像头1既可以绕第一枢轴212在水平面内旋转以实现水平调节，又可以绕第二枢轴213在竖直面内旋转以实现俯仰调节。
需要说明的是，本发明实施例并不限于此，上述调节还可仅包括水平调节、或仅包括俯仰调节。当上述调节仅包括水平调节时，摄像头固定装置2仅包括枢设在摄像头支撑部211上的可在水平面内旋转的第一枢轴212，摄像头1设在第一枢轴212上。当上述调节仅包括俯仰调节时，摄像头固定装置2仅包括枢设在摄像头支撑部211上的可在竖直面内旋转的第二枢轴213，摄像头1设在第二枢轴213上。
进一步地，如图4所示，为提高摄像头1绕第一枢轴212旋转时的调节精度，在摄像头支撑部211上间隔设有旋转底座221和固定底座222，如图5所示，旋转底座221紧密地穿设在第一枢轴212上，固定底座222通过固定螺钉223固定在摄像头支撑部211上，且固定底座222的侧面穿设有两个第一螺钉224，两个第一螺钉224分别与旋转底座221的两端相抵靠。
这样如图6所示，调节两个第一螺钉224穿过固定底座222的深度，可以推动旋转底座221绕第一枢轴212旋转，又因为旋转底座221与第一枢轴212紧配合，所以旋转底座221旋转的同时带动第一枢轴212旋转，从而带动摄像头1绕第一枢轴212旋转。这样可以对上述水平调节进行微调。而且，当第一螺钉224旋进四分之一圆周时，摄像头1转过的角度约为0.2度，可调节精度高，从而通过微调第一螺钉224的旋进深度能够使摄像头1达到理想的角度。
同理，如图7所示，为提高摄像头1绕第二枢轴213旋转时的调节精度，在摄像头支撑部211中穿设有两个第二螺钉231，第二螺钉231分别与摄像头1的两端相抵靠。
这样如图8所示，为避免旋转底座221形成阻碍，在旋转底座221中设有通孔，第二螺钉231从该通孔中穿过。调节两个第二螺钉231穿过摄像头支撑部211的深度，可以推动摄像头1绕第一枢轴212旋转。这样可以调节各个摄像头1之间的垂直于摄像头支撑部211方向上的位置关系。而且，第二螺钉231的可调节精度高，通过微调第二螺钉231的旋进深度能够使摄像头1达到理想的角度。
从图7和图8中还可看出，在摄像头1的两端还设有凸台232，凸台232与第二螺钉231相抵靠。这样可以避免第二螺钉231直接与摄像头1相抵靠时，造成摄像头1外表的损坏。
关于所述摄像头固定装置，本发明实施例并不局限于此，如图9所示，在本发明的其他实施例中，所述摄像头固定装置包括摄像头支架21，摄像头支架21具有摄像头支撑部211，摄像头支撑部211上设有万向轴5，万向轴5上设有摄像头1。
如图10所示，万向轴5包括底座51，底座51中设有球52，球52上设有转轴53，且底座51与球52的配合以及转轴53与球52的配合均为紧配合。通过万向轴可以实现摄像头的全方位调节，其中包括水平调节和俯仰调节。
如图11所示，具体而言，摄像头支架21为台阶形支架，该台阶形支架的下台阶部为摄像头支撑部211，摄像头支撑部211用于支撑摄像头，该台阶形支架的上台阶部为连接部215，连接部215用于与终端相连以将摄像头支架21固定在终端上。
如图12所示，一般情况下，在网真系统中，摄像头支架21固定在电视机等终端设备顶部，而对于坐在电视机等终端设备面前的工作人员而言，其顶部的高度一般高于人眼的高度，如果将摄像头装设在电视机等终端设备的顶部，则工作人员需仰起头才能对准摄像头，而设计台阶形的摄像头支架21，可以降低摄像头的高度，便于达到眼对眼的显示效果。
从图11中可知，在连接部215上设有三个定位孔216，这是因为由于加工误差或重力等原因，可能导致用于固定连接部215的物体发生倾斜，这样就会导致摄像头支撑部211倾斜，从而使得摄像头拍摄的图像发生倾斜，根据空间三点确定一个平面的原理，通过在连接部215上设置三个定位孔216，可以使摄像头支撑部211保持水平。在本发明的其他实施例中，也可以设置四个或更多个定位孔。
如图13所示，所述图像采集设备还包括用于接收图像的主机3和用于将主机3固定在终端上的主机支架31，其中主机支架31上设有承接部311，承接部311与连接部215相配合。
具体而言，摄像头1和主机3通过FPC电缆4(Flexible Flat Cable，柔性扁平电缆)连接，但并不限于FPC电缆。
从图13可知，在主机支架31的两侧设有凸缘312，凸缘312上设有沿主机支架31侧向延伸的滑槽313，通过调节主机支架在第一滑槽313中的位置，可以调节摄像头1的位置，从而可以得到摄像头1在第一滑槽313延伸方向上的合适拍摄位置。
从图13还可知，主机支架31具有直立部314，直立部314上设有沿主机支架31高度方向延伸的第二滑槽315，通过调节主机支架31在第二滑槽315中的位置，可以调节摄像头1的位置，从而可以得到摄像头1在第二滑槽315延伸方向上的合适拍摄位置。
其中，本实施例的图像采集设备，如图14所示，其主机3包括：
获取单元32，用于获取所述摄像部中各摄像头之间的坐标系映射关系；
图像拼接单元33，用于根据所述坐标系映射关系将所述摄像部中各摄像头采集的一组同步帧图像拼接成一幅图像。
具体而言，首先选定一个目标坐标系，该目标坐标系可以是柱坐标系或球坐标系，将所述一组同步帧图像中的第一幅图像映射到目标坐标系中，然后根据各摄像头之间的坐标系映射关系将第二幅图像映射到目标坐标系中，并依次将第三幅图像、第四幅图像等映射到目标坐标系中，从而完成图像的拼接。
其中，为获取各摄像头之间的坐标系映射关系，如图15所示，获取单元32包括：
特征点提取模块321，用于根据预先设定的特征规则，提取所述摄像部中各摄像头采集的多幅图像的特征点；
特征点匹配模块322，用于对所述特征点进行匹配，获得所述摄像部中各摄像头所采集的图像的公共特征点；
在具体的实现过程中，可以采用SUSAN(Smallest Univalue SegmentAssimilating Nucleus，最小核值相似区)算法、Harris算法以及SIFT(ScaleInvariant Feature Transform，尺度不变特征转换)算法完成图像特征点的提取，由于这些图像处理算法都为现有技术，本发明的实施例不再赘述。
计算子模块323，根据所述公共特征点计算所述摄像部中各摄像头之间的坐标系映射关系。
其中所述预先设定的特征规则指的是象素点是否位于图像的边角处或象素点是否位于图像中颜色变化突兀的位置处。
此外，获取单元32还包括判断模块324，判断模块324用于判断所述公共特征点是否满足既定要求。其中该既定要求主要包括：公共特征点的数目是否足够多，和公共特征点的分布是否足够广。
如图16所示，为了更好的进行图像拼接，减少甚至消除视差所带来的重影问题，主机3中还包括图像颜色融合单元34，图像颜色融合单元34用于计算所述摄像部中各摄像头采集的一组同步帧图像中对应像素点的加权平均色度值，并将该加权平均色度值作为所述拼接成的一幅图像中对应像素点的色度值。
主机3中还包括图像输出单元35，用于输出多路图像。如图17所示，具体而言，图像输出单元35包括：
第一输出模块351，用于输出一路由第一个摄像头采集到的图像；
第二输出模块352，用于输出一路由第二个摄像头采集到的图像；
第三输出模块353，用于输出一路由第三个摄像头采集到的图像；
第四输出模块354，用于输出一路由三个摄像头所采集到的图像拼接后得到的图像。
需要说明的是，针对所述图像采集设备所具有的各个摄像头，均设有一个与之相对应的输出模块以输出一路由该摄像头采集到的图像。且所述第四输出模块用于输出一路由至少两个摄像头所采集到的图像拼接后得到的图像。
综上所述，本发明实施例提供的图像采集设备，由于所述摄像头固定装置将所述多个摄像头以一定的角度固定，并能够对所述多个摄像头中的至少一个摄像头的位置进行调节，因此能够调节摄像头的安装位置，以改变各个摄像头之间的相对位置关系，进而可以将各个摄像头之间的相对位置调节至良好状态，使所述多个摄像头拍摄的图像具有非重叠区域，以便于对所述图像采集设备所采集的图像进行后续处理。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (15)

1、一种图像采集设备，包括：多个摄像头、以及摄像头固定装置，其特征在于，所述摄像头固定装置将所述多个摄像头以一定的角度固定，并能够对所述多个摄像头中的至少一个摄像头的位置进行调节，使所述多个摄像头拍摄的图像具有非重叠区域。
2、根据权利要求1所述的图像采集设备，其特征在于，所述多个摄像头中两两摄像头的光轴之间的夹角为30°～36°。
3、根据权利要求1所述的图像采集设备，其特征在于，所述调节包括：水平调节和/或俯仰调节。
4、根据权利要求3所述的图像采集设备，其特征在于，所述摄像头固定装置包括摄像头支架，所述摄像头支架具有摄像头支撑部，其中，
在所述摄像头支撑部上枢设有可在水平面内旋转的第一枢轴，所述摄像头设在所述第一枢轴上；或
在所述摄像头支撑部上枢设有可在竖直面内旋转的第二枢轴，所述摄像头设在所述第二枢轴上；或
在所述摄像头支撑部上枢设有可在水平面内旋转的第一枢轴，在所述第一枢轴上枢设有可在竖直面内旋转的第二枢轴，所述摄像头设在所述第二枢轴上。
5、根据权利要求4所述的图像采集设备，其特征在于，在所述摄像头支撑部上间隔设有旋转底座和固定底座，所述旋转底座紧密地穿设在所述第一枢轴上，所述固定底座的侧面穿设有两个第一螺钉，所述两个第一螺钉分别与所述旋转底座的两端相抵靠。
6、根据权利要求4或5所述的图像采集设备，其特征在于，在所述摄像头支撑部中穿设有两个第二螺钉，所述两个第二螺钉分别与所述摄像头的两端相抵靠。
7、根据权利要求6所述的图像采集设备，其特征在于，所述摄像头的两端设有凸台，所述凸台与所述第二螺钉相抵靠。
8、根据权利要求3所述的图像采集设备，其特征在于，所述摄像头固定装置包括摄像头支架，所述摄像头支架具有摄像头支撑部，所述摄像头支撑部上设有万向轴，所述万向轴上设有摄像头。
9、根据权利要求4或8所述的图像采集设备，其特征在于，所述摄像头支架为台阶形支架，所述台阶形支架的下台阶部为摄像头支撑部，上台阶部为连接部。
10、根据权利要求9所述的图像采集设备，其特征在于，在所述连接部上设有至少三个定位孔。
11、根据权利要求10所述的图像采集设备，其特征在于，所述图像采集设备还包括用于接收图像的主机和用于将主机固定在终端上的主机支架，所述主机支架上设有承接部，所述承接部与所述连接部相配合。
12、根据权利要求11所述的图像采集设备，其特征在于，所述主机支架两侧设有凸缘，所述凸缘上设有沿所述主机支架侧向延伸的第一滑槽。
13、根据权利要求12所述的图像采集设备，其特征在于，所述主机支架具有直立部，在所述直立部上设有沿所述主机支架高度方向延伸的第二滑槽。
14、根据权利要求1所述的图像采集设备，其特征在于，所述主机根据多个摄像头拍摄到的图像，输出一路由至少两个摄像头拼接得到的图像。
15、根据权利要求14所述的图像采集设备，其特征在于，所述主机还能够输出所述多个摄像头采集的多路图像。
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