CN107749953A - 一种基于双目镜筒的双相机图像增频装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于双目镜筒的双相机图像增频装置及控制方法，包括镜头、双目镜筒和两个触发式相机、同步控制器、触发器和计算机。利用双目镜筒装置保证两个相机拍摄到同一区域；通过同步控制器与触发器控制两个相机的拍摄时间，可以精确控制两个图像之间的间隔时间，得到清晰的图像或视频。结合计算机对两个相机采集到图像或视频进行处理，将拍摄得到的两个图像合并为一，便得到了帧频为原来双倍的新图像或者视频。本发明具有机构紧凑，测量范围大，测量精度高，工作稳定可靠，可重复性好的优点。

Description

一种基于双目镜筒的双相机图像增频装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种提高图像帧频的装置，特别是涉及一种图像分辨率不变的基于双目镜筒的双相机图像增频装置及控制方法。

背景技术

随着技术的发展，数字图像技术迅速发展得到广泛应用。由于人类眼睛的特殊生理结构，如果所看画面之帧率高于16的时候，就会认为是连贯的。相机拍摄的视频实际上是一副一副的照片，将照片快速播放便形成了视频。而图像的帧频或帧率就等于每秒钟显示的照片数目。且相机在采集图像时，包含感光和存储两个部分。感光是相机的传感器曝光的过程；而存储则是相机将采集的图像保存的过程；每一张图像都包含这两个过程，且图像的帧率则受到感光时间和存储时间的限制。

高速相机作为一种高帧率的图像采集设备，能够捕捉各种快速的动画，但是由于相机感光时间与存储时间的限制，目前高速相机拍摄图像的分辨率与其拍摄的帧率成反比，其帧率越大，图像分辨率越低。因而，高分辨率的高速相机普遍成本较高，设备昂贵。

为了解决高速相机分辨率不变情况下提高图像帧率的问题，利用现有的设备组成双目双相机装置，将两个相机的拍摄结果进行重构，能够得到分辨率不变情况下的高帧率视频或图像。

发明内容

为了克服以上的技术不足，本发明目的在于解决高速相机分辨率不变情况下提高图像帧率的问题，并提供一种基于双目镜筒的双相机图像增频装置及控制方法。

本发明提供一种基于双目镜筒的双相机图像增频装置，其包括：

图像采集与存储组件，包括双目镜筒，所述双目镜筒包括两个目镜端和一个物镜端，两个目镜端均设置触发式CCD相机，且所述物镜端则设置分光装置，在物镜端前端设置镜头，镜头处的入射光经分光装置分成两束光，并分别被两个触发式CCD相机捕捉，所述触发式CCD相机与计算机连接；

控制系统组件，包括两个触发器以及同步控制器，所述计算机与同步控制器控制连接，所述同步控制器与触发器连接，所述触发器分别与触发式CCD相机连接，所述同步控制器输出周期脉冲触发信号，并控制触发式CCD相机的拍摄时间在两幅图像的拍摄时间之间，保证叠加后的图像之间的拍摄时间间隔相同。

所述分光装置包括接收镜头处入射光束的分光三棱镜，以及分别将分光三棱镜分成的两束光反射的两个反射三棱镜。

所述的双目镜筒为双目装置、双目头、分光装置中的至少一种。

所述计算机可将两个触发式CCD相机采集的图像叠加处理。

一种基于上述的基于双目镜筒的双相机图像增频装置的控制方法，其包括以下步骤：

一、镜头获取目标成像，并通过分光装置分成两束光；

二、置于双目镜筒的目镜端的两个触发式CCD相机分别采集两束光；

三、计算机驱动同步控制器，使其产生周期的脉冲触发信号，通过触发器触发触发式CCD相机，控制两个相机采集图像的时间间隔为T/2，其中T为触发式CCD相机拍摄的视频周期；

四、计算机对采集后的视频进行叠加处理，将两个视频先转换为图像，以先拍摄的触发式CCD相机的图像为基准，将后拍摄的图像插入其中，获得高帧频的图像，再转变为相应的高帧频视频。

本发明的有益效果：利用两个同样的触发式相机，实现了分辨率不变情况下图像频率的增加，具有结构简单，稳定可靠，易于实现的优点。

附图说明

图1为双目镜筒的双相机提高图像帧频的装置示意图。

图2为双目镜筒及双相机安装示意图。

图3为相机工作时序示意图。

图4为控制系统连接示意图。

图5为控制信号时序图。

图中：1.显示器； 2.计算机； 3.图像采集卡I； 4.图像采集卡II； 5. 触发器II；6. 触发器I； 7. 电源； 8. 触发式相机I； 9. 触发式相机II； 10. 双目镜筒；11. 反光三棱镜I； 12.分光三棱镜； 13. 反光三棱镜II；14.镜头； 15. 同步控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：

如图所示，本发明提供一种基于双目镜筒的双相机图像增频装置，其包括用于用于将目标成像到双目镜筒中的镜头，设置在镜头后端的双目镜筒，用于引导光线射入到相机中，将光线均分为两束，实现两个相机拍摄同一区域，保证两个相机的图像大小相同；

双目镜筒具有一物镜端和两目镜端，而物镜端则与镜头接触，在物镜端设置分光装置，镜头所成的像照射入双目镜筒10，通过分光三棱镜12后，光线被分为两束，两束光经过反射三棱镜I11、反射三棱镜II13后，分别被两个相同的触发式相机I8和触发式相机II 9采集，利用双目镜筒10保证两个触发式相机拍摄同一区域，且相机拍摄的图像频率相同，两个触发式相机则分别通过图像采集卡I3和图像采集卡II与计算机2连接，其拍摄或捕捉的图像视频均被发送至计算机，并在计算机的显示器1上显示，而电源7作为整个装置的供电存在，而两个触发式相机还分别通过触发器II5和触发器I6与同步控制器连接，而同步控制器又由计算机进行控制，使用同步控制器与触发器控制两个相机的触发时间，精确控制两个图像的拍摄时间间隔，得到两相机的拍摄时间均处于另一相机相邻两幅图像的中间。计算机对两个相机的拍摄结果进行叠加处理，便得到了分辨率不变频率增加后的拍摄结果。

两个一样的触发式CCD相机，结合双目镜筒形成并联结构。两个相机拍摄的图像并未干扰，并可以控制其拍摄的时间间隔。

两个触发式CCD相机通过外部触发器，在每一瞬间捕捉一个图像，同时将捕捉到的一系列图像数据通过图像采集卡实时地传输到计算机中，且两个图像的频率相同。

两个触发式相机采用双目镜筒10并联方式组合，通过同步控制器及触发器控制，彼此之间无干扰。利用同步控制器，控制触发式相机的拍摄时间在两幅图像的拍摄时间之间，保证叠加后的图像之间的拍摄时间间隔相同。

利用计算机对保存的两个独立的图像或视频进行叠加处理，得到频率增大后的图像或者视频，其频率变为原来的一倍，实现分辨率不变情况下，图像频率的增大。

本发明具有机构紧凑，测量范围大，测量精度高，工作稳定可靠，可重复性好的优点。

实施例不应视为对本发明的限制，任何基于本发明的精神所作的改进，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于双目镜筒的双相机图像增频装置，其特征在于：其包括：

图像采集与存储组件，包括双目镜筒，所述双目镜筒包括两个目镜端和一个物镜端，两个目镜端均设置触发式CCD相机，且所述物镜端则设置分光装置，在物镜端前端设置镜头，镜头处的入射光经分光装置分成两束光，并分别被两个触发式CCD相机捕捉，所述触发式CCD相机与计算机连接；

控制系统组件，包括两个触发器以及同步控制器，所述计算机与同步控制器控制连接，所述同步控制器与触发器连接，所述触发器分别与触发式CCD相机连接，所述同步控制器输出周期脉冲触发信号，并控制触发式CCD相机的拍摄时间在两幅图像的拍摄时间之间，保证叠加后的图像之间的拍摄时间间隔相同。

2.根据权利要求1所述的基于双目镜筒的双相机图像增频装置，其特征在于，所述分光装置包括接收镜头处入射光束的分光三棱镜，以及分别将分光三棱镜分成的两束光反射的两个反射三棱镜。

3.根据权利要求1所述的基于双目镜筒的双相机图像增频装置，其特征在于，所述的双目镜筒为双目装置、双目头、分光装置中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的基于双目镜筒的双相机图像增频装置，其特征在于，所述计算机可将两个触发式CCD相机采集的图像叠加处理。

5.一种基于上述权利要求1、2、3或4的基于双目镜筒的双相机图像增频装置的控制方法，其特征在于：其包括以下步骤：

一、镜头获取目标成像，并通过分光装置分成两束光；

二、置于双目镜筒的目镜端的两个触发式CCD相机分别采集两束光；

三、计算机驱动同步控制器，使其产生周期的脉冲触发信号，通过触发器触发触发式CCD相机，控制两个相机采集图像的时间间隔为T/2，其中T为触发式CCD相机拍摄的视频周期；

四、计算机对采集后的视频进行叠加处理，将两个视频先转换为图像，以先拍摄的触发式CCD相机的图像为基准，将后拍摄的图像插入其中，获得高帧频的图像，再转变为相应的高帧频视频。