CN110278378A - 一种基于红外摄像调整的多摄像头拍摄系统 - Google Patents

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贾立昕
柏松
张亚东
王道宁
董波
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Abstract

一种基于红外摄像调整的多摄像头拍摄系统，包括近距离安装的常规摄像头和红外摄像头，红外摄像头将采集的热成像传入主控芯片的系统处理器，通过图像相似性算法结合常规摄像头的光照传感器采集的数据与常规摄像头的图像进行图像比对，通过Auto‑Focus算法计算出曝光及变焦数据传给摄像头控制模块来控制常规摄像头曝光及对焦。本发明利用热成像技术将红外摄像头所拍摄的图像进行采集，再通过感光元器件所提供的数据，进行算法处理，最终计算出更好的自动化调整方案，用以控制常规摄像头拍摄图像，相对于原有自动拍摄系统，该系统拥有更优质的曝光效果以及变焦效果，所拍摄的图像质量要高于传统摄像系统，并且在拍摄图像将不会受到外界光源变化的影响。

Description

一种基于红外摄像调整的多摄像头拍摄系统
技术领域
本发明涉及成像技术领域。
背景技术
图像成像通常采用摄像头拍摄，现阶段的拍摄系统包括以下几种：
1)单摄像头拍摄，即单个光学变焦的摄像头，通过光学传感器，采集可见光的光照强度以及色温等其他数据，从而调整摄像头的曝光时间。
2)双摄，即两个摄像头进行拍摄，通过光学传感器自动控制变焦和曝光，两个摄像头分别拍摄图像，通过后期算法进行图像合成。
3)多摄，即多个摄像头进行拍摄，通过光学传感器自动控制，多成像传入进行算法合成。
以上方案简单、快速，但缺点是均是通过光感元器件进行自动化校准，而感光元器件感知不通区域的光强然后根据不同的光强情况自动化调节，所拍摄的目标点很容易掺杂外界杂光，影响感光元器件所感知的数据值，从而导致摄像头所拍摄的图像在曝光以及对焦方面出现误差，而且感光元器件很容易受到外界光源变化而影响，以至于会直接作用到传统摄像头上影响图像效果。
发明内容
为了解决现有的常规摄像头拍摄系统存在的上述问题，本发明提供了一种基于红外摄像调整的多摄像头拍摄系统。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于红外摄像调整的多摄像头拍摄系统，包括近距离安装的常规摄像头和红外摄像头，红外摄像头将采集的热成像传入主控芯片的系统处理器，通过图像相似性算法结合常规摄像头的光照传感器采集的数据与常规摄像头的图像进行图像比对，通过Auto-Focus算法计算出曝光及变焦数据传给摄像头控制模块来控制常规摄像头曝光及对焦。
所述图像相似性算法为SSIM算法。
所述Auto-Focus算法为基于灰度直方图的AF算法。
所述红外摄像头和常规摄像头采用一对一镜头组阵列模式，单一红外摄像头将采集的热成像传入系统处理器，通过图像相似性算法结合常规摄像头的光照传感器采集的数据与常规摄像头的图像进行图像比对，通过Auto-Focus算法计算出曝光及变焦数据传给摄像头控制模块来控制常规摄像头曝光及对焦。
所述红外摄像头和常规摄像头采用一对多的镜头组阵列模式，各个红外摄像头进行实时图像采集，多个红外单摄像头成像区域重合形成红外摄像头成像重合区域，常规摄像头的成像区域处于红外摄像头的成像重合区域当中，以整体的红外摄像头组进行图像分析，将传入系统处理器的热成像进行拼接，通过图像相似性算法结合常规摄像头的光照传感器采集的数据与常规摄像头的图像进行图像比对，通过Auto-Focus算法计算出曝光及变焦数据传给摄像头控制模块来控制常规摄像头曝光及对焦。
所述红外摄像头和常规摄像头采用多对一的镜头组阵列模式，使用一个广角红外热成像摄像头成像，红外广角热成像区域包括了所有常规摄像头的成像区域，通过图像相似性算法结合常规摄像头的光照传感器采集的数据与常规摄像头的图像进行图像比对，通过Auto-Focus算法计算出曝光及变焦数据传给摄像头控制模块来控制常规摄像头曝光及对焦。
所述红外摄像头和常规摄像头采用多对多镜头组阵列模式，多个常规摄像头搭配多个红外热成像摄像头按照矩阵分布或者环形分布，其中每个红外摄像头成像区域可以囊括至少一个常规摄像头成像区域，根据每个红外摄像头所拍摄的图像进行整体分析，调节至少一个常规摄像头曝光及对焦。
本发明的基于红外摄像调整的多摄像头拍摄系统，利用热成像技术将红外摄像头所拍摄的图像进行采集，再通过感光元器件所提供的数据进行算法处理，最终计算出更好的自动化调整方案，用以控制常规摄像头拍摄图像，相对于原有自动拍摄系统，该系统拥有更优质的曝光效果以及变焦效果，所拍摄的图像质量要高于传统摄像系统，并且在拍摄图像将不会受到外界光源变化的影响。
附图说明
图1是本发明基于红外摄像调整的多摄像头拍摄系统整理流程图。
图2是本发明实施例一对一镜头组安装示意图。
图3是本发明实施例一对多镜头组安装示意图。
图4是本发明实施例一对多镜头组的红外镜头成像域与普通摄像头成像域示意图。
图5是本发明实施例多对一镜头组安装示意图。
图6是本发明实施例多对一镜头组的红外镜头成像域与普通摄像头成像域示意图。
图7是本发明实施例多对多镜头组安装示意图。
图中：1、红外摄像头，2、常规摄像头，3、红外单摄像头成像区域，4、红外摄像头成像重合区域，5、常规摄像头成像区域，6、红外广角摄像头成像区域，7、常规摄像头成像重叠区域。
具体实施方式
本发明的基于红外热成像技术，结合原有摄像系统，完成自动化调节的拍摄系统，其中本系统针对不同摄像系统提供了多种配套的镜头搭配体系来更好拍摄图像，并且系统内部使用算法将红外摄像头所采集的图像进行分析，配合感光元器件共同控制摄像头。整体流程如图1所示。
本系统拍摄体系有以下集中模式：
1)一对一镜头组，即一个常规摄像头2搭配一个红外摄像头1，在常规摄像头2临近位置增加红外摄像头1，此阵列组主要针对现有的单摄像头手机以及单镜头相机的自动化调整，两个镜头位置临近是为了让常规镜头与红外镜头尽量达到处于同一拍摄范围，拍摄系统运行时单一红外摄像头将采集的热成像传入系统处理器，通过图像相似性算法(SSIM算法(Image quality assessment:from error visibility to structuralsimilairty))结合常规摄像头2的光照传感器采集的数据与常规摄像头2的图像进行图像比对，通过Auto-Focus算法(基于灰度直方图的AF算法(Autofocus method in thermalcameras based on image histogram))计算出曝光及变焦数据传给摄像头控制模块来控制常规摄像头曝光及对焦。。布局结构如图2所示。
2)一对多镜头组，即一个常规摄像头2搭配多个红外摄像头1，在常规摄像头附近围绕着多个红外摄像1头，拍摄系统运行时，各个红外摄像头1进行实时图像采集，红外单摄像头成像区域3相互重叠，常规摄像头成像区域5处于红外摄像头成像重合区域4当中，以整体的红外摄像头组进行图像分析，将传入的热成像进行拼接，然后与现有的常规摄像头所拍摄的图像进行比对，将判定以及识别结果进行算法比对，从而达到自适应。镜头组排列以及红外成像域，如图3图4所示。
3)多对一镜头组，即多个常规摄像头2搭配一个红外摄像头1，使用一个广角红外热成像摄像头成像，红外广角摄像头成像区域6包括了所有常规摄像头的成像区域5，最终通过算法判断图像质量计算出最佳结果，整体控制所有常规摄像头。镜头组排列及成像区域如图5图6所示。
4)多对多镜头组，即多个常规摄像头2搭配多个红外摄像头1，多个常规摄像头2搭配多个红外热成像摄像头1，按照矩阵分布或者环形分布，其中每个红外摄像头成像区域可以囊括一个或者多个常规摄像头成像区域，算法可以根据每个摄像头所拍摄的图像进行整体分析，可以调节一个或者多个摄像头去自适应，拍摄效果更强，图像质量更好，在经过图像拼接合成，图像效果更佳。如图7所示多对多摄像头阵列组。
本发明基于红外摄像头的自适应性能强，常规摄像头根据光照传感器进行自适应，适应效果差，而基于宽动态的红外摄像头热成像技术不受外界光源变化影响，极大的省去了不必要的调整环节，自适应拍摄效果更好；利用宽动态红外摄像传入的图像来判定效果更准确，相比普通摄像头本系统的摄像头阵列组结合算法可以准确地分析出合适的焦距，曝光度，同时配合原有的光照传感器进行数据计算得出调节数据，大大减少了过曝以及欠曝的情况；图像区域整合体系，即原有多摄像头拍摄的图像结合了红外热成像域的校准方式，使得多摄像头能够以红外成像为基准整体或单独的进行自适应的调节，使得视频成像效果更加的稳定。
本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于红外摄像调整的多摄像头拍摄系统，其特征在于：包括近距离安装的常规摄像头(2)和红外摄像头(1)，红外摄像头(1)将采集的热成像传入主控芯片的系统处理器，通过图像相似性算法结合常规摄像头(2)的光照传感器采集的数据与常规摄像头(2)的图像进行图像比对，通过Auto-Focus算法计算出曝光及变焦数据传给摄像头控制模块来控制常规摄像头曝光及对焦。
2.根据权利要求1所述的一种基于红外摄像调整的多摄像头拍摄系统，其特征在于：所述图像相似性算法为SSIM算法。
3.根据权利要求1所述的一种基于红外摄像调整的多摄像头拍摄系统，其特征在于：所述Auto-Focus算法为基于灰度直方图的AF算法。
4.根据权利要求1所述的一种基于红外摄像调整的多摄像头拍摄系统，其特征在于：所述红外摄像头(1)和常规摄像头(2)采用一对一镜头组阵列模式，单一红外摄像头(1)将采集的热成像传入系统处理器，通过图像相似性算法结合常规摄像头(2)的光照传感器采集的数据与常规摄像头(2)的图像进行图像比对，通过Auto-Focus算法计算出曝光及变焦数据传给摄像头控制模块来控制常规摄像头曝光及对焦。
5.根据权利要求1所述的一种基于红外摄像调整的多摄像头拍摄系统，其特征在于：所述红外摄像头(1)和常规摄像头(2)采用一对多的镜头组阵列模式，各个红外摄像头(1)进行实时图像采集，多个红外单摄像头成像区域(3)重合形成红外摄像头成像重合区域(4)，常规摄像头的成像区域(5)处于红外摄像头的成像重合区域(4)当中，以整体的红外摄像头组进行图像分析，将传入系统处理器的热成像进行拼接，通过图像相似性算法结合常规摄像头(2)的光照传感器采集的数据与常规摄像头(2)的图像进行图像比对，通过Auto-Focus算法计算出曝光及变焦数据传给摄像头控制模块来控制常规摄像头曝光及对焦。
6.根据权利要求1所述的一种基于红外摄像调整的多摄像头拍摄系统，其特征在于：所述红外摄像头(1)和常规摄像头(2)采用多对一的镜头组阵列模式，使用一个广角红外热成像摄像头成像，红外广角热成像区域(6)包括了所有常规摄像头的成像区域(5)，通过图像相似性算法结合常规摄像头(2)的光照传感器采集的数据与常规摄像头(2)的图像进行图像比对，通过Auto-Focus算法计算出曝光及变焦数据传给摄像头控制模块来控制常规摄像头曝光及对焦。
7.根据权利要求1所述的一种基于红外摄像调整的多摄像头拍摄系统，其特征在于：所述红外摄像头(1)和常规摄像头(2)采用多对多镜头组阵列模式，多个常规摄像头(2)搭配多个红外热成像摄像头(1)按照矩阵分布或者环形分布，其中每个红外摄像头(1)成像区域可以囊括至少一个常规摄像头成像区域(5)，根据每个红外摄像头所拍摄的图像进行整体分析，调节至少一个常规摄像头(2)曝光及对焦。
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