CN103412461B - 基于分光片的3d成像系统 - Google Patents

基于分光片的3d成像系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103412461B
CN103412461B CN201310360350.4A CN201310360350A CN103412461B CN 103412461 B CN103412461 B CN 103412461B CN 201310360350 A CN201310360350 A CN 201310360350A CN 103412461 B CN103412461 B CN 103412461B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
light splitting
splitting piece
image
ccd camera
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310360350.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103412461A (zh
Inventor
王永进
冯姣
郭燕青
方晓静
李守峰
樊立鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Post and Telecommunication University
Original Assignee
Nanjing Post and Telecommunication University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Post and Telecommunication University filed Critical Nanjing Post and Telecommunication University
Priority to CN201310360350.4A priority Critical patent/CN103412461B/zh
Publication of CN103412461A publication Critical patent/CN103412461A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103412461B publication Critical patent/CN103412461B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明公开了基于分光片的3D成像系统，属于3D成像的技术领域。所述基于分光片的3D成像系统，包括：图像采集模块、图像处理模块。图像采集模块包括：分光片，第一透镜，第二透镜，设置在第一透镜和第二透镜焦平面上的编码光圈，第一彩色CCD相机，反射镜，第二彩色CCD相机。本发明将图像恢复和深度信息分开处理，通过在透镜之间的焦平面上设置编码光圈获取包含图像深度信息的图片，系统简单。相较于传统的基于编码光圈的3D成像系统而言，只需要进行深度估计，操作简单。

Description

基于分光片的3D成像系统
技术领域
本发明公开了基于分光片的3D成像系统，属于3D成像的技术领域。
背景技术
客观世界是三维的，而目前的成像设备普遍采用投影成像的原理，将三维的客观世界投影到二维的传感器中进行成像。在这一投影过程中，相机成像过程主要丢失了深度维的信息。因此传感器件上形成的图像可以仅用二维的平面坐标系(x,y)来表示，这个二维坐标系中的每个点对应于一个像素，每个像素在场景中的真实深度是未知的。
深度估计是计算机视觉领域的一个经典问题，其目标是获得平面图像中每个像素对应的深度值。传统的基于编码光圈的3D成像系统，需要同时从拍摄的图片中恢复图像和深度估计。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了基于分光片的3D成像系统。
本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：
基于分光片的3D成像系统，包括：
图像采集模块，用于采集包含颜色信息、二维信息的图片和经过编码光圈之后包含深度信息的图像；
图像处理模块，用于根据采集到的经过编码光圈之后的图像，进行深度估计；
所述图像采集模块包括：
透过部分可见光光谱的分光片，
接收分光片直接透过的部分可见光的第一透镜，与第一透镜同光轴设置的第二透镜，
设置在第一透镜和第二透镜焦平面上的编码光圈，
接收第二透镜射出光线的第一彩色CCD相机，所述第一彩色CCD相机镜头与第二透镜同光轴设置，第一彩色CCD相机获取包含深度维信息的图片，
以分光片反射的可见光为入射光的反射镜，
接收反射镜反射光的第二彩色CCD相机，第二CCD相机获取包含颜色信息和二维信息的图片。
所述基于分光片的3D成像系统中，分光片将可见光分为离散的8个谱带：381.5nm-392.5nm、420nm-460nm、475nm-495nm、510nm-531nm、547nm-572nm、589.5nm-623.5nm、643nm-656nm和677nm-722nm，其中：分光片直接透过420nm-460nm、510nm-531nm、589.5nm-623.5nm、677nm-722nm谱带的可见光。
本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：本发明将图像恢复和深度信息分开处理，通过在透镜之间的焦平面上设置编码光圈获取包含图像深度信息的图片，系统简单；相较于传统的基于编码光圈的3D成像系统而言，只需进行深度估计，操作简单。
附图说明
图1为基于分光片的3D成像系统的结构图。
图2为基于分光片的3D成像系统中校准模糊内核与距离的关系的光路图。
具体实施方式
下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明：
如图1所示的基于分光片的3D成像系统，包括：图像采集模块，用于采集包含颜色信息、二维信息的图片和经过编码光圈之后包含深度信息的图像；图像处理模块，用于根据采集到的经过编码光圈之后的图像，进行深度估计。
图像采集模块包括：透过部分可见光光谱的分光片；接收分光片透过的部分可见光的第一透镜，与第一透镜同光轴设置的第二透镜，设置在第一透镜和第二透镜焦平面上的编码光圈；接收第二透镜射出光线的第一彩色CCD相机，所述第一彩色CCD相机镜头与第二透镜同光轴设置，第一彩色CCD相机获取包含深度维信息的图片；以分光片反射的可见光为入射光的反射镜；接收反射镜反射光的第二彩色CCD相机，第二CCD相机获取包含颜色信息和二维信息的图片。分光片将可见光分为离散的8个谱带：381.5nm-392.5nm、420nm-460nm、475nm-495nm、510nm-531nm、547nm-572nm、589.5nm-623.5nm、643nm-656nm和677nm-722nm，分光片直接透过420nm-460nm、510nm-531nm、589.5nm-623.5nm、677nm-722nm谱带的可见光，381.5nm-392.5nm、475nm-495nm、547nm-572nm、643nm-656nm谱带的可见光被反射，作为反射镜的入射光。
分光片透过的4个离散光谱带经过第一透镜聚焦到编码光圈上，编码后的光经过第二透镜平行入射到第一彩色CCD相机中，获得包含深度信息的图片；分光片反射的4个离散光谱带经反射镜反射后进入第二彩色CCD相机进行成像，获得包含颜色信息和二维信息的图片。图像处理模块将第一彩色CCD相机获取的包含深度信息的图片与校准模糊内核集进行解卷积：找到图像上每个物体对应的最清晰的校准模糊核内核，最清晰的校准核对应的距离就是物体的深度，校准模糊内核集通过预先训练序列得到。
如图2所示的基于分光片的3D成像系统中校准模糊内核与距离的关系的光路图。只有在焦平面上的点光源在相机感光平面上是点，其余距离焦平面的每个距离在相机感光平面上的投影都不一样，因此可以根据第一彩色CCD相机得到的图像获得物体的深度信息。
综上所述，本发明将图像恢复和深度信息分开处理，通过在透镜之间的焦平面上设置编码光圈获取包含图像深度信息的图片，系统简单；相较于传统的基于编码光圈的3D成像系统而言，只需进行深度估计，操作简单。

Claims (2)

1.基于分光片的3D成像系统，包括：
图像采集模块，用于采集包含颜色信息、二维信息的图像和经过编码光圈之后包含深度信息的图像；
图像处理模块，用于根据采集到的经过编码光圈之后的图像，进行深度估计；
其特征在于，所述图像采集模块包括：
透过部分可见光光谱的分光片，
接收分光片直接透过的部分可见光的第一透镜，与第一透镜同光轴设置的第二透镜，
设置在第一透镜和第二透镜焦平面上的编码光圈，
接收第二透镜射出光线的第一彩色CCD相机，所述第一彩色CCD相机镜头与第二透镜同光轴设置，第一彩色CCD相机获取包含深度维信息的图片，
以分光片反射的可见光为入射光的反射镜，
接收反射镜反射光的第二彩色CCD相机，第二CCD相机获取包含颜色信息和二维信息的图片。
2.根据权利要求1所述的基于分光片的3D成像系统，其特征在于，所述分光片将可见光分为离散的8个谱带：381.5nm-392.5nm、420nm-460nm、475nm-495nm、510nm-531nm、547nm-572nm、589.5nm-623.5nm、643nm-656nm和677nm-722nm，其中：分光片直接透过420nm-460nm、510nm-531nm、589.5nm-623.5nm、677nm-722nm谱带的可见光。
CN201310360350.4A 2013-08-19 2013-08-19 基于分光片的3d成像系统 Active CN103412461B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310360350.4A CN103412461B (zh) 2013-08-19 2013-08-19 基于分光片的3d成像系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310360350.4A CN103412461B (zh) 2013-08-19 2013-08-19 基于分光片的3d成像系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103412461A CN103412461A (zh) 2013-11-27
CN103412461B true CN103412461B (zh) 2016-06-29

Family

ID=49605488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310360350.4A Active CN103412461B (zh) 2013-08-19 2013-08-19 基于分光片的3d成像系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103412461B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104536010B (zh) * 2014-12-24 2017-04-12 电子科技大学 基于led光源的3d成像光雷达系统
CN105469416A (zh) * 2015-12-25 2016-04-06 天津大学 基于旋转编码光圈成像系统的深度估计方法
CN110430349B (zh) * 2019-08-09 2021-07-02 北京百度网讯科技有限公司 成像装置、设备及模型训练方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101115145A (zh) * 2006-07-25 2008-01-30 佳能株式会社 摄像设备和摄像设备的调焦控制方法
CN102112846A (zh) * 2008-08-08 2011-06-29 佳能株式会社 摄像设备及其距离运算方法和聚焦图像获得方法
CN102279050A (zh) * 2011-07-28 2011-12-14 清华大学 一种多光谱计算重构方法及系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101115145A (zh) * 2006-07-25 2008-01-30 佳能株式会社 摄像设备和摄像设备的调焦控制方法
CN102112846A (zh) * 2008-08-08 2011-06-29 佳能株式会社 摄像设备及其距离运算方法和聚焦图像获得方法
CN102279050A (zh) * 2011-07-28 2011-12-14 清华大学 一种多光谱计算重构方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN103412461A (zh) 2013-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3650807B1 (en) Handheld large-scale three-dimensional measurement scanner system simultaneously having photography measurement and three-dimensional scanning functions
JP7043085B2 (ja) 視点から距離情報を取得するための装置及び方法
CN104776815B (zh) 一种基于达曼光栅的彩色三维轮廓测量装置与方法
JP6456156B2 (ja) 法線情報生成装置、撮像装置、法線情報生成方法および法線情報生成プログラム
CN107635129B (zh) 一种三维三目摄像装置及深度融合方法
WO2018161466A1 (zh) 深度图像获取系统和方法
EP3480648B1 (en) Adaptive three-dimensional imaging system
Vedaldi et al. Computer Vision–ECCV 2020: 16th European Conference, Glasgow, UK, August 23–28, 2020, Proceedings, Part II
CN106483636B (zh) 用于极宽的视场的模块化透镜
KR101473768B1 (ko) 편광 라이트 필드 카메라를 이용한 스페큘러 및 디퓨즈 영상 생성 장치 및 그것의 제어방법
WO2018028152A1 (zh) 一种图像采集设备、虚拟现实设备
CN110213491B (zh) 一种对焦方法、装置及存储介质
JP7078173B2 (ja) 画像処理装置及び３次元計測システム
CN103412461B (zh) 基于分光片的3d成像系统
JP2022128517A (ja) 測距カメラ
CN108805921A (zh) 图像获取系统及方法
WO2021048917A1 (ja) 画像処理装置、３次元計測システム、画像処理方法
CN110553585A (zh) 一种基于光学阵列的3d信息获取装置
CN104834102B (zh) 一种可将单摄像机变为立体摄像机的光学系统及其方法
CN109194947A (zh) 双目摄像模组及移动终端
CN114911062A (zh) 具有双成像光路的光学系统和具有双成像光路的光学装置
JP7314659B2 (ja) 測距装置および撮影装置
CN111373222A (zh) 光投射系统
CN209279884U (zh) 图像采集设备、3d信息比对装置及配套物生成装置
CN203606569U (zh) 手持式三维光学系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20131127

Assignee: Jiangsu Nanyou IOT Technology Park Ltd.

Assignor: Nanjing Post & Telecommunication Univ.

Contract record no.: 2016320000211

Denomination of invention: Three-dimensional imaging system based on beam splitter plate

Granted publication date: 20160629

License type: Common License

Record date: 20161114

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract

Assignee: Jiangsu Nanyou IOT Technology Park Ltd.

Assignor: Nanjing Post & Telecommunication Univ.

Contract record no.: 2016320000211

Date of cancellation: 20180116

EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract