CN204948210U - 一种图像信息采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种图像信息采集装置，该装置上设置有与外部装置通信的传输模块、控制器和摄像头，摄像头的数量为一个或两个，两个摄像头的图像采集面在同一平面上；摄像头包括内置连接有红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片的滤光片切换器，外部装置通过传输模块传输指令给控制器控制两摄像头的滤光片切换器切换不同的滤光片，形成不同组合的拍摄模式，提高用户体验。本装置的用途广泛，满足不同用户的使用需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及图像信息采集技术，特别涉及一种图像信息采集装置、图像采集方法及其用途。
背景技术
随着网络技术的日益发展，视频通讯的应用日益成为人们生活的必要通讯手段，在人们对视频通讯习以为常后，更高级的用户体验，例如3D视频通讯、智能人脸识别、智能虹膜识别、智能指静脉识别、智能掌静脉识别、智能耳朵识别、影像预处理、3D视频、3D建模等多种功能，开始被更多的用户追求，但由于目前用于视频通讯的摄像头都是单镜头的可见光摄像头，成像是平面的，功能单一，使用效果不够理想，无法达到用户的需求，而红外摄像头大多为单一摄像头且应用在专业领域，如安防、军工及检测识别等。因此，迫切需要一种多功能的视频通讯摄像头，提高人们日常视频通讯的用户体验。
实用新型内容
本实用新型任务是提供一种图像信息采集装置，具备多种功能的拍摄模式。
本任务通过下述技术方案来实现：
一种图像信息采集装置，其特征在于：所述图像采集装置上设置有用于和外部装置通信的传输模块、控制器和摄像头，摄像头包括滤光器和图像传感器，外部装置通过传输模块传输指令给控制器控制滤光器接收不同波长的光线，图像传感器将图像转换为数字信号，控制器接收到该信号后对其进行处理，然后通过传输模块进行传输。
进一步的改进方案包括：
所述摄像头的数量为一个，且该摄像头包括滤光片切换器和/或对焦模块和/或补光模块；或所述摄像头的数量为两个，且该两个摄像头中的一个或两个包括滤光片切换器和/或对焦模块和/或补光模块，该两个摄像头的图像采集面在同一平面上。
所述控制器包括有：
模式管理模块，用于控制所述对焦模块、所述补光模块及所述滤光片切换器切换不同滤光片形成不同的拍摄模式；
图像处理模块，能够接收拍摄的图像数据，再将接收的图像数据按照不同拍摄模式进行相应的数据处理、加密及准备处理操作后把处理后的图像信息发送到所述传输模块进行传输，和/或将接收的图像发送到显示屏进行预览。
所述滤光器的滤光片为红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片中的任一个；所述滤光片切换器内置连接的滤光片为红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片中的至少一个。
所述控制器还包括用于控制对焦器件调节成像清晰度的所述对焦模块，对焦器件采为定焦距器件、可控对焦器件或自适应对焦器件。
所述控制器还包括用于调控补光灯的所述补光模块，补光灯分别为可见光补光灯、红外补光灯和近红外补光灯中的至少一个。
所述模式管理模块设有开发者控制拍摄模块，开发者在所述外部装置上通过所述传输模块访问开发者控制拍摄模块，查询所述摄像头的对焦模块、补光模块和滤光片切换器一种以上的工作状态，并且/或者，控制所述摄像头的对焦模块、补光模块和滤光片切换器一种以上的工作状态。
所述近红外窄带滤光片使用的近红外线的波长为700～2526nm。
所述外部装置为计算机PC、笔记本电脑、平板电脑、手机、pad、警务通或智能电视。
所述控制器还包括加密模块或不包括加密模块。
所述图像传感器为电荷耦合器件CCD或互补金属氧化物半导体COMS。
所述控制器为数字信号处理器DSP、微控制单元MCU、嵌入式计算机处理器ARM、现场可编程门阵列FPGA、中央处理器CPU、单片机、片上系统SoC或其它等同专用芯片。
所述传输模块为包含Wi-Fi模块、蓝牙模块、近距离无线通讯模块NFC、网络通讯模块、USB通讯模块、IEEE1394通讯模块、无线千兆比特通讯模块WiGig、LED无线光通信Lifi通讯模块中任一种或多种模块。
本实用新型的优点：
（1）本实用新型图像信息采集装置，通过切换摄像头中红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片，形成不同的组合，达到具备多种拍摄功能，提高用户体验。
（2）本实用新型图像信息采集装置的两个摄像头至少一个为近红外拍摄模式，能够识别拍摄物是否为生物活体，对生物活体拍摄图像，或对拍摄后的生物图像数据进行加密传输；两个摄像头同步传输图像，可通过红外拍摄模式下的人脸图像来验证可见光模式下的人脸图像是否为非法用户，提高用户身份认证的安全性。
（3）本实用新型图像信息采集装置的摄像头数量为一个，其内滤光片切换器连接有近红外窄带滤光片，还连接有红外截止滤光片或全光谱光学透镜，可以在可见光情况下和低照度情况下，识别生物活体，进一步可以通过将滤光片切换器切换近红外窄带滤光片与其它滤光片前后抓取的图像进行相似性判断，验证是否为同一个人，提高用户身份认证的安全性。
（4）本实用新型图像信息采集装置的两摄像头都为可见光拍摄模式，两摄像头的图像采集面在同一平面上，实现为3D视频和3D建模提供图像数据采集准备，或对图像数据进行加密传输。
（5）本实用新型图像信息采集装置的两摄像头都为可见光拍摄模式，且该两个摄像头的图像采集面在同一平面上，使得一个为近焦点距离，另一个为远焦点距离，将拍得的图形进行融合，解决了清晰拍摄近距离物体的时候也能清晰拍摄远距离物体的问题。
（6）本实用新型图像信息采集装置的用途广泛，主要应用于2D视频通讯、3D视频通讯、智能人脸识别、智能虹膜识别、智能指静脉识别、智能掌静脉识别、全焦点距离影像、2D影像、3D影像、3D建模、开发者模式等多种功能，满足不同用户的使用需求。
附图说明
图1为本实用新型的硬件结构示意图之一；
图2为本实用新型的硬件结构示意图之二；
图3为图1和图2控制器的内部结构示意图；
图4为图1的3D影像拍摄方法的流程图；
图5为图1包含图像数据加密的3D影像拍摄方法流程图；
图6为图1双目人脸识别图像采集方法的流程图；
图7为图1低照度环境双目人脸识别图像采集方法的流程图；
图8为图2单目人脸识别图像信息采集方法流程图。
具体实施方式
实施例1
如图1，本实用新型图像信息采集装置1上设置有用于和外部装置通信的传输模块2、控制器3和两个独立摄像头4，这两个摄像头4的图像采集面在同一平面上；控制器3分别与这两个独立摄像头4连接，摄像头4包括滤光器和图像传感器，外部装置通过传输模块2传输指令给控制器3控制滤光器接收不同波长的光线，图像传感器将图像转换为数字信号，控制器3接收到该信号后对其进行处理，然后通过传输模块2传输到外部装置进行处理或外部装置的显示屏进行显示。
所述两个摄像头4中的一个或两个包括滤光片切换器和/或对焦模块和/或补光模块。
所述滤光器的滤光片为红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片中的任一个；所述滤光片切换器内置连接的滤光片为红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片中的至少一个。
所述近红外窄带滤光片使用的近红外线的波长为700～2526nm。
滤光片切换器由滤光片和动力部分（可以是电磁、电机或其它动力源）构成的，动力部分由控制器3驱动。
如图3，控制器3包括有
模式管理模块301，用于控制对焦模块303、补光模块304及滤光片切换器切换不同滤光片形成不同的拍摄模式；
图像处理模块302，能够接收拍摄的图像数据，再将接收的图像数据按照不同拍摄模式进行相应的数据处理、加密及准备处理操作后把处理后的图像信息发送到传输模块2进行传输，和/或将接收的图像发送到显示屏进行预览。
模式管理模块301设有开发者控制拍摄模块，开发者在外部装置上通过传输模块2访问开发者控制拍摄模块，查询两个摄像头4各自的对焦模块303、补光模块304和滤光片切换器一种以上的工作状态，并且/或者，控制该两个摄像头4各自的对焦模块303、补光模块304和滤光片切换器一种以上的工作状态。
控制器3还包括用于控制对焦器件调节成像清晰度的对焦模块303，对焦器件采为定焦距器件、可控对焦器件或自适应对焦器件。可控对焦器件采用的机械器件有MEMS（微电机系统）、VCM（音圈马达）以及步进电机之类等。
控制器3还包括用于调控补光灯的所述补光模块304，其中补光灯分别为可见光补光灯、红外补光灯和近红外补光灯中的至少一个，补光灯还可以为高光谱补光灯。
图像传感器为电荷耦合器件CCD(ChargeCoupledDevice)或互补金属氧化物半导体COMS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor）。
控制器3为数字信号处理器DSP、微控制单元MCU、嵌入式计算机处理器ARM、现场可编程门阵列FPGA（Field－ProgrammableGateArray）、低能耗中央处理器CPU、高性能单片机、片上系统SoC或其它等同专用芯片。
传输模块2包含Wi-Fi模块、蓝牙模块、近距离无线通讯模块NFC、网络通讯模块、USB通讯模块、IEEE1394通讯模块、无线千兆比特通讯模块WiGig、LED无线光通信Lifi通讯模块中任一种或多种模块，用于传输图像信息采集装置1的工作状态信息、控制指令、图像、视频、音频及加密数据信息。
外部装置为计算机PC、笔记本电脑、平板电脑、手机、pad、警务通或智能电视。
控制器3设有加密模块305或不设置加密模块305。
一种利用所述的图像信息采集装置1进行生物图像信息采集的方法，可识别拍摄物体是否为生物活体，包括如下步骤：
（a1）启动两个所述摄像头，两个摄像头同步输出图像数据；
（a2）设置至少一个摄像头为近红外拍摄模式；
（a3）抓取图像数据并通过传输模块传输至显示屏给用户预览；
（a4）判断近红外图像是否存在活体，如果是进行步骤（a5），
否则进行步骤（a3）；
（a5）判断近红外图像是否符合生物图像识别拍摄需求，如果是进行步骤（a6），否则进行步骤（a3）；
（a6）控制器把拍摄好的图像数据通过传输模块发送至外部装置。
步骤（a2）设置第一摄像头为近红外拍摄模式，设置第二摄像头为可见光拍摄模式；或者，步骤（a2）设置第一摄像头为近红外拍摄模式，设置第二摄像头为红外拍摄模式；或者，所述步骤（a2）设置第一摄像头为近红外拍摄模式，设置第二摄像头为与第一摄像头不同波段的近红外拍摄模式，所述第二摄像头的近红外波长为700~2526nm；或者，步骤（a2）设置第一摄像头为近红外拍摄模式，设置第二摄像头为非工作状态。
所述图像信息采集装置还包括加密模块305，步骤（a6）还包括如下步骤：
判断所述控制器的模式指令中是否包含加密请求，如果包含，则控制器把拍摄好的图像数据传送到加密模块305进行加密，加密后的图像数据通过所述传输模块被发送至所述外部装置；否则，控制器把未加密的图像数据通过传输模块发送至外部装置。
所述步骤（a2）中所述摄像头在近红外拍摄模式下，使用的近红外线的波长为700～2526nm。
所述近红外线的波长为700～1100nm，用于活体人脸识别图像采集，或者／和用于活体虹膜识别图像采集，或者／和用于活体指静脉识别图像采集，或者／和用于活体掌静脉识别图像采集，或者／和用于活体耳朵识别图像采集。
一种利用的图像信息采集装置进行3D影像拍摄的方法，实现为3D视频和3D建模提供图像数据采集准备，包括如下步骤：
（c1）启动两个所述摄像头，两个摄像头同步输出图像数据；
（c2）设置第一摄像头至可见光拍摄模式，并抓取第一可见光图像数据，同时设置第二摄像头至可见光拍摄模式，并抓取第二可见光图像数据；
（c3）控制器把拍摄好的第一可见光图像数据和第二可见光图像数据通过传输模块发送至外部装置。
图像信息采集装置1还包括加密模块305，步骤（c3）还包括如下步骤：
判断所述控制器的模式指令中是否包含加密请求，如果包含，则控制器把拍摄好的第一可见光图像数据和第二可见光图像数据传送到加密模块进行加密，加密后的第一可见光图像数据和第二可见光图像数据通过传输模块被发送至外部装置；否则，控制器把未加密的第一可见光图像数据和第二可见光图像数据通过传输模块发送至外部装置。
一种利用所述的图像信息采集装置进行全焦点距离影像拍摄方法，该图像信息采集装置的所述摄像头数量为两个，且该两个摄像头的图像采集面在同一平面上，包括如下步骤：
利用所述两个摄像头，其中一个为近焦点距离，另一个为远焦点距离，进行拍摄图像，拍摄的图像数据通过传输模块传输到外部装置，外部装置通过第三方软件把近焦点距离摄像头拍摄的图像和远焦点距离摄像头拍摄的图像，融合成一幅全景图像；或者，将近焦点距离摄像头拍摄的图像和远焦点距离摄像头拍摄的图像经过所述控制器处理，融合成一幅全景图像，再通过传输模块传输到外部装置。
图像信息采集装置的用途广泛，满足不同用户的使用需求；所述图像信息采集装置用于2D视频通讯、3D视频通讯、智能人脸识别、智能虹膜识别、智能指静脉识别、智能掌静脉识别、智能耳朵识别、全焦点距离影像、2D影像、3D影像、3D建模和/或开发者模式的图像数据采集。
实施例2
如图1，本实用新型图像信息采集装置1上设置有用于和外部装置通信的传输模块2、控制器3和两个独立摄像头4，这两个摄像头4的图像采集面在同一平面上；控制器3分别与这两个独立摄像头4连接，这两个摄像头4各自包括滤光器、图像传感器以及滤光片切换器，这两个摄像头4中的一个或两个包括对焦模块和/或补光模块。外部装置通过传输模块2传输指令给控制器3控制滤光片切换器切换滤光片改变图像传感器接收不同波长的光线，图像传感器将图像转换为数字信号，控制器3接收到该信号后对其进行处理，然后通过传输模块2传输到外部装置进行处理或外部装置的显示屏进行显示。
每个滤光片切换器内置连接三种滤光片分别为红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片。本实用新型图像信息采集装置1通过切换两个独立摄像头4中红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片，形成不同的组合，达到具备多种拍摄功能，提高用户体验。
所述近红外窄带滤光片使用的近红外线的波长为700～2526nm。
滤光片切换器由滤光片和动力部分（可以是电磁、电机或其它动力源）构成的，动力部分由控制器3驱动。
如图3，控制器3包括有
模式管理模块301，用于控制对焦模块303、补光模块304及滤光片切换器切换不同滤光片形成不同的拍摄模式；
图像处理模块302，能够接收拍摄的图像数据，再将接收的图像数据按照不同拍摄模式进行相应的数据处理、加密及准备处理操作后把处理后的图像信息发送到传输模块2进行传输，和/或将接收的图像发送到显示屏进行预览。
模式管理模块301设有开发者控制拍摄模块，开发者在外部装置上通过传输模块2访问开发者控制拍摄模块，查询两个摄像头4各自的对焦模块303、补光模块304和滤光片切换器一种以上的工作状态，并且/或者，控制该两个摄像头4各自的对焦模块303、补光模块304和滤光片切换器一种以上的工作状态。
控制器3还包括用于控制对焦器件调节成像清晰度的对焦模块303，对焦器件采为定焦距器件、可控对焦器件或自适应对焦器件。可控对焦器件采用的机械器件有MEMS（微电机系统）、VCM（音圈马达）以及步进电机之类等。
控制器还包括用于调控补光灯的所述补光模块304，其中补光灯分别为可见光补光灯、红外补光灯和近红外补光灯中的至少一个，补光灯还可以为高光谱补光灯。
图像传感器为电荷耦合器件CCD(ChargeCoupledDevice)或互补金属氧化物半导体COMS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor）。
控制器3为数字信号处理器DSP、微控制单元MCU、嵌入式计算机处理器ARM、现场可编程门阵列FPGA（Field－ProgrammableGateArray）、低能耗中央处理器CPU、高性能单片机、片上系统SoC或其它等同专用集成芯片。
传输模块2包含Wi-Fi模块、蓝牙模块、近距离无线通讯模块NFC、网络通讯模块、USB通讯模块、IEEE1394通讯模块、无线千兆比特通讯模块WiGig、LED无线光通信Lifi通讯模块中任一种或多种模块，用于传输图像信息采集装置1的工作状态信息、控制指令、图像、视频、音频及加密数据信息。
外部装置为计算机PC、笔记本电脑、平板电脑、手机、pad、警务通或智能电视。
控制器3还包括加密模块或不包括加密模块。
一种利用上述的图像信息采集装置1进行生物图像信息采集方法，包括如下步骤：
（11）启动两个所述摄像头，两个摄像头同步输出图像数据；
（12）控制器3控制滤光片切换器切换至近红外窄带滤光片工作，使得第一摄像头4处于近红外拍摄模式；同时，控制器3控制滤光片切换器切换至红外截止滤光片工作，使得第二摄像头4处于可见光拍摄模式，或者，控制器3控制滤光片切换器切换至全光谱光学透镜工作，使得第二摄像头4处于红外拍摄模式；
（13）抓取近第一摄像头4的近红外图像数据并通过传输模块传输至显示屏给用户预览，同时抓取第二摄像头4的可见光图像数据或红外光图像数据并通过传输模块传输至显示屏给用户预览；
（14）判断近红外图像是否存在活体，如果是进行步骤（15），
否则进行步骤（13）；
（15）判断近红外图像和/或可见光图像是否符合生物图像识别拍摄需求，或者，判断近红外图像和/或红外光图像是否符合生物图像识别拍摄需求，如果是进行步骤（16），否则进行步骤（13）；
（16）控制器3把拍摄好的可见光图像数据和/或近红外图像数据通过传输模块发送至外部装置，或者，控制器3把拍摄好的红外光图像数据和/或近红外图像数据通过传输模块发送至外部装置。
在设置第一摄像头为近红外拍摄模式，设置第二摄像头为可见光拍摄模式情况下，如果拍摄的是生物活体人脸，图像信息采集装置1同步输出的可见光人脸图像和近红外人脸图像；如果拍摄的对象是用户的人脸照片，图像信息采集装置1同步输出可见光人脸图像，近红外图像不存在活体人脸图像，从而提高支付验证用户身份的安全性，即可应用于商务支付，或者，识别生物活体。
在设置第一摄像头为近红外拍摄模式，设置第二摄像头为红外拍摄模式情况下，主要针对低照度的拍摄情况下识别生物活体，提高身份认证的安全性，可应用于商务支付，原理如本实施例的低照度环境双目人脸识别图像采集模式。
在设置第一摄像头为近红外拍摄模式，设置第二摄像头为非工作状态情况下，即为单目生物识别图像采集模式，其工作原理和技术效果如本实施例的单目人脸识别图像采集模式或实施例6。
图像信息采集装置1在包括加密模块的情况下，步骤（16）还包括如下步骤：
判断所述控制器3的模式指令中是否包含加密请求，如果包含，则控制器3把拍摄好的可见光图像数据和/或近红外图像数据传送到所述加密模块进行加密，或者，把拍摄好的红外光图像数据和/或近红外图像数据传送到所述加密模块进行加密，加密后的图像数据通过所述传输模块被发送至所述外部装置；否则，控制器把未加密的图像数据通过传输模块发送至外部装置。
上述步骤（12）中所述第一摄像头4在近红外拍摄模式下，使用的近红外线的波长为700～2526nm。所述近红外线的波长为700～1100nm，用于活体人脸识别图像采集，或者／和用于活体虹膜识别图像采集，或者／和用于活体指静脉识别图像采集，或者／和用于活体掌静脉识别图像采集，或者／和用于活体耳朵识别图像采集。
如图4，采用上述的图像信息采集装置1进行的一种3D影像拍摄的方法，包括如下步骤：
（21）启动两个摄像头4，两个摄像头4同步输出图像数据；
（22）控制器3切换第一摄像头4至可见光拍摄模式，并抓取第一可见光图像数据，同时控制器3切换第二摄像头4至可见光拍摄模式，并抓取第二可见光图像数据；
（23）控制器3把拍摄好的第一可见光图像数据和第二可见光图像数据通过传输模块2发送至外部装置。
如图5，采用上述的图像信息采集装置1进行的一种3D影像拍摄的方法，该装置的控制器还包括加密模块305，该3D影像拍摄的方法包括如下步骤：
（31）启动两个摄像头4，两个摄像头4同步输出图像数据；
（32）控制器3切换第一摄像头4至可见光拍摄模式，并抓取第一可见光图像数据，同时控制器3切换第二摄像头4至可见光拍摄模式，并抓取第二可见光图像数据；
（33）判断模式指令中是否包含加密请求，如果包含，则控制器3把拍摄好的第一可见光图像数据和第二可见光图像数据传送到加密模块305进行加密，
运行步骤（34），否则进行步骤（35）；
（34）控制器3把加密后的第一可见光图像数据和第二可见光图像数据通过传输模块2发送至外部装置；
（35）控制器3把未加密的第一可见光图像数据和第二可见光图像数据通过传输模块2发送至外部装置。
本图像信息采集装置1有以下拍摄模式：
普通模式
传输模块2监听信号，外部终装置发出普通拍摄模式指令给控制器3，切换成普通模式，模式管理模块301启动第一摄像头4，第二摄像头4置于非工作状态，第一摄像头内的滤光片切换器根据模式管理模块301的切换指令控制切换至红外截止滤光片正常工作，当所拍摄物体的光反射进镜头时，红外截止滤光片将吸收过滤掉红外线，使得图像传感器CCD或CMOS接收到可见光光谱范围内的光线并将其转化成图形电信号，经图形处理模块32处理后通过传输模块2传输至外部装置。此时，第一摄像头4也即处于可见光拍摄模式下。
可见光摄像头进行拍摄时，模式管理模块301检测当前环境光是否需要开启可见光灯补光，补光模块304根据检测结果进行可见光补光，使摄像头有较好的宽动态，拍摄到比较清晰的图像。
本模式下的对焦模块303切换摄像头4对焦范围为大于等于1mm。
本模式下，可以根据拍摄信号中的加密指令判断是否需要对图像数据进行加密，对拍摄好的图像数据进行加密后方可进行传输，加密方式只需对应的解密方式能完整解密出正确的信息即可，本实用新型不做限制。
双目夜视模式：
传输模块2监听信号，外部装置发出夜视拍摄模式指令给控制器3，切换成双目夜视模式，模式管理模块301同时启动第一摄像头4和第二摄像头4，第一摄像头4和第二摄像头4内置的滤光片切换器根据模式管理模块31的切换指令控制切换至全光谱透镜正常工作，夜晚当所拍摄物体的光反射进镜头时，第一摄像头4和第二摄像头4的图像传感器CCD或CMOS接收到全部光谱范围内的光线并将其转化成图形电信号，经图形处理模块302处理后通过传输模块2同时传输至外部装置。此时，第一摄像头4和第二摄像头4均处于红外拍摄模式下。
模式管理模块301检测当前环境光是否需要开启红外补光，补光模块304根据检测结果进行红外光补光，使摄像头有较好的宽动态，拍摄到比较清晰的图像。
本模式下的对焦模块303切换第一摄像头4和第二摄像头4对焦范围为大于等于1mm。
本模式下，可以根据拍摄信号中的加密指令判断是否需要对图像数据进行加密，对拍摄好的图像数据进行加密后方可进行传输，加密方式只需对应的解密方式能完整解密出正确的信息即可，本实用新型不做限制。
3D视频模式：
本实用新型图像信息采集装置1为双目摄像头，结构为仿人眼的构造，具体表现为水平分布且二者之间有若干距离，即拍摄的图片有一定的左右视野差距，与人眼成像构造相同。
传输模块2监听信号，外部装置发出3D拍摄模式指令给控制器3，切换成3D视频模式，模式管理模块301同时启动第一摄像头4和第二摄像头4，两摄像头4内的滤光片切换器根据模式管理模块301的切换指令各自控制切换至红外截止滤光片正常工作，当所拍摄物体的光反射进镜头时，图像传感器CCD或CMOS接收到可见光的光线并将其转化成图形电信号，经图形处理模块302处理后通过传输模块2传输至图像信息采集装置1外的显示屏进行简单预览，也即两摄像头4全部切换到可见光模式下。
将两个摄像头4拍摄的图像同步传输到图像处理模块302进行处理，当前为左右3D视频拍摄模式，图像处理模块302不对图像作处理，直接把图像数据同步发送到输出模块；用户可以利用拍摄的图像数据进行后续的加工处理，如用户使用外部装置通过传输模块2接收到图像数据后，把左边的摄像头4拍摄的图像显示在屏幕左边，把右边摄像头4拍摄的图像显示在屏幕右边，通过左右3D眼镜，左眼可以看见左边摄像头4拍摄的图像，同时右眼可以看见右边摄像头4拍摄的图像，由于两个摄像头4拍摄的图片分别作用于人眼成像并实现3D视觉效果。
上述两个摄像头4进行拍摄时，模式管理模块31检测当前环境光是否需要开启可见光补光，补光模块304根据检测结果进行可见光补光，使摄像头4有较好的宽动态，拍摄到比较清晰的图像。
本模式下的对焦模块303切换摄像头4对焦范围为大于等于1cm。
本模式下，可以根据拍摄信号中的加密指令判断是否需要对3D视频图像数据进行加密，对拍摄好的图像数据进行加密后方可进行传输，加密方式只需对应的解密方式能完整解密出正确的信息即可，本实用新型不做限制。
3D建模模式：
传输模块2监听信号，外部装置发出3D建模模式指令给控制器3，切换成3D视频模式，模式管理模块301同时启动第一摄像头4和第二摄像头4，两摄像头4内的滤光片切换器根据模式管理模块301的切换指令控制各自切换至红外截止滤光片正常工作。即两个摄像头4切换至可见光模式，摄入模块中的两个摄像头4当前均为接收可见光的摄像头。
图像处理模块302将图像数据传输到传输模块2进行交互，用户可以利用拍摄的图像数据进行后续的加工处理。
本实用新型为双目摄像头，具体表现为摄像头水平分布且二者之间有若干距离，即存在主视点焦距和次视点焦距，具备立体照相机的必须条件，而立体照相机的三维建模方式为公知方式，本实用新型不再阐述其中的具体成像原理。可见光摄像头进行拍摄时，模式管理模块301检测当前环境光是否需要开启可见光补光，补光模块304根据检测结果进行可见光补光，使摄像头4有较好的宽动态，拍摄到比较清晰的图像。
本模式下的对焦模块303切换摄像头4对焦范围为大于等于1cm。
本模式下，可以根据拍摄信号中的加密指令判断是否需要对3D建模图像数据进行加密，对拍摄好的图像数据进行加密后方可进行传输，加密方式只需对应的解密方式能完整解密出正确的信息即可，本实用新型不做限制。
单目人脸识别图像采集模式：
传输模块2监听信号，外部装置发出单目人脸识别图像采集模式指令给控制器3，切换成单目活体人脸识别图像采集模式，模式管理模块301启动第一摄像头4，并把第二摄像头4置于非工作状态，第一摄像头4内的滤光片切换器根据模式管理模块301的切换指令控制切换至红外吸收滤光片正常工作，即接收可见光模式的摄像头。
本模式下，人脸图像信息采集方法是采用上述的图像采集装置1，按照以下步骤进行人脸识别：
S41：启动第一摄像头4，并把第二摄像头4置于非工作状态；
S42：控制器3切换第一摄像头4至可见光拍摄模式；
S43：抓取近第一摄像头4的可见光图像数据，并输出非加密的可见光图像数据至显示屏给用户预览；
S44：判断可见光图像是否存在活体人脸，图像处理模块302检测到步骤S43可见光图像中存在人脸，保持可见光图像并运行步骤S45，否则运行步骤S43；
S45：判断近红外人脸图像和/或可见光人脸图像是否符合生物图像识别拍摄要求，主要由图像处理模块302判断图片人脸大小、图片质量、人脸关于XYZ轴的角度是否符合标准，如果是运行步骤S46，否则进行步骤S43；
S46：模式管理模块301控制第一摄像头4内的滤光片切换器切换至近红外窄带滤光片正常工作，即接收近红外光模式的摄像头；
S47：模式管理模块301检测当前环境光是否需要开启近红外补光，
补光模块304根据检测结果进行近红外补光；
S48：抓取近第一摄像头4的近红外光图像数据，图像处理模块302检测近红外图像中是否存在人脸，则认为是活体人脸，保持近红外图像并运行步骤S49，否则认为非活体人脸（如人脸照片），运行步骤S42；
S49：图像处理模块302利用人脸识别算法判断步骤S44的可见光图像和
步骤S48的近红外图像的相似度，如果该相似度超过设定阈值，则认为是同一个人，则执行步骤S50，否则认为不是同一个人的非法用户，执行步骤S42；
S50：判断模式指令中是否包含加密请求，如果包含，则控制器3把步骤S44保存的可见光人脸图像数据和/或步骤S48保存的近红外人脸图像数据传送到加密模块305进行加密，运行步骤S51，否则运行步骤S52；
S51：控制器3把加密后的可见光生物图像数据和/或近红外生物图像数据通过传输模块2发送至外部装置；
S52：控制器3把未加密的可见光生物图像数据和/或近红外生物图像数据通过传输模块2发送至外部装置。
步骤S47中第一摄像头4的人脸检测使用近红外波长为700~1100nm，优选为850nm的光谱。
由于可见光人脸检测容易受到照片、雕塑等的假冒物体影响，使用近红外光源拍摄成像则避免了这种假冒的情况，所以近红外图像人脸检测的技术优势比可见光人脸检测更大，并且由于不受环境光影响，拍摄的图像质量更加高，人脸特征点也更加清晰准确，具有更高的可用性，提高活体人脸检测的准确度，这是一般普通的网络摄像头所不具备的功能。
此外，图像处理模块302还将摄像头4所拍摄的符合人脸拍摄需求的图像进行传输前的准备，如根据拍摄信号中的加密指令判断是否需要对图像数据进行加密，对拍摄好的图像数据进行加密后方可进行传输，加密方式只需对应的解密方式能完整解密出正确的信息即可，本实用新型不做限制。
最后，利用传输模块2，将加密后的图像数据进行数据传输，发送到外部装置，用户可以利用拍摄的图像数据进行后续的加工处理。
本模式下的对焦模块303切换摄像头对焦范围为10～100cm。
活体人脸识别图像采集模式下，采用本实用新型的生物图像信息采集装置的方法也可以应用于活体虹膜识别图像采集、活体指静脉识别图像采集、活体掌静脉识别图像采集及活体耳朵识别图像采集中。
活体虹膜识别图像采集：使用的近红外光谱的波长优选为850nm，摄像头拍摄对焦范围为1-20厘米；
活体指静脉识别图像采集：使用的近红外光谱的波长优选为850nm，摄像头拍摄对焦范围为1-20厘米；
活体掌静脉识别图像采集：使用的近红外光谱的波长优选为850nm，摄像头拍摄对焦范围为5-30厘米。
活体耳朵识别图像采集：使用的近红外光谱的波长优选为850nm，摄像头拍摄对焦范围为1-50厘米。
双目人脸识别图像采集模式：
传输模块2监听信号，外部装置发出双目人脸识别图像采集模式指令给控制器3，切换成双目活体人脸识别图像采集模式，模式管理模块301同时启动第一摄像头4和第二摄像头4，第二摄像头4内的滤光片切换器根据模式管理模块301的切换指令控制切换至红外截止滤光片正常工作，即接收可见光模式的摄像头；与此同时，第一摄像头4内的滤光片切换器根据模式管理模块301的切换指令控制切换至近红外窄带滤光片正常工作，即接收近红外光模式的摄像头。
本模式下，人脸图像信息采集方法是采用上述的图像采集装置1，如图6，按照以下步骤进行人脸识别：
（51）启动两个摄像头4，两个摄像头同步输出图像数据；
（52）控制器3切换第一摄像头4至近红外拍摄模式，同时切换第二摄像头4至可见光拍摄模式；
（53）抓取近第一摄像头4的近红外图像数据，同时抓取第二摄像头4的可见光图像数据，并输出非加密的近红外图像数据和可见光图像数据至显示屏给用户预览；
（54）判断近红外图像是否存在活体人脸，利用近红外结合补光的方法，图像处理模块302检测到步骤（53）近红外图像中存在人脸，则认为是活体人脸，运行步骤（55），否则认为非活体人脸（如人脸照片），运行步骤（53）；
（55）判断近红外人脸图像和/或可见光人脸图像是否符合生物图像识别拍摄要求，主要由图像处理模块302判断图片人脸大小、图片质量、人脸关于XYZ轴的角度是否符合标准，如果是运行步骤（56），否则进行步骤（53）；
（56）判断模式指令中是否包含加密请求，如果包含，则控制器3把拍摄好的可见光人脸图像数据和/或近红外人脸图像数据传送到加密模块305进行加密，
运行步骤（57），否则运行步骤（58）；
（57）控制器3把加密后的可见光生物图像数据和/或近红外生物图像数据通过传输模块2发送至外部装置；
（58）控制器3把未加密的可见光生物图像数据和/或近红外生物图像数据通过传输模块2发送至外部装置。
步骤（52）中第一摄像头4的人脸检测使用近红外波长为700~1100nm，优选为850nm的光谱。
由于可见光人脸检测容易受到照片、雕塑等的假冒物体影响，使用近红外光源拍摄成像则避免了这种假冒的情况，所以近红外图像人脸检测的技术优势比可见光人脸检测更大，并且由于不受环境光影响，拍摄的图像质量更加高，人脸特征点也更加清晰准确，具有更高的可用性，提高活体人脸检测的准确度，这是一般普通的网络摄像头所不具备的功能。
此外，图像处理模块302还将摄像头4所拍摄的符合人脸拍摄需求的图像进行传输前的准备，如根据拍摄信号中的加密指令判断是否需要对图像数据进行加密，对拍摄好的图像数据进行加密后方可进行传输，加密方式只需对应的解密方式能完整解密出正确的信息即可，本实用新型不做限制。
最后，利用传输模块2，将加密后的图像数据进行数据传输，发送到外部装置，用户可以利用拍摄的图像数据进行后续的加工处理。
本模式下的对焦模块303切换摄像头对焦范围为10～100cm。
活体人脸识别图像采集模式下，采用本实用新型的生物图像信息采集装置的方法也可以应用于活体虹膜识别图像采集、活体指静脉识别图像采集、活体掌静脉识别图像采集及活体耳朵识别图像采集中。
活体虹膜识别图像采集：使用的近红外光谱的波长优选为850nm，摄像头拍摄对焦范围为1-20厘米；
活体指静脉识别图像采集：使用的近红外光谱的波长优选为850nm，摄像头拍摄对焦范围为1-20厘米；
活体掌静脉识别图像采集：使用的近红外光谱的波长优选为850nm，摄像头拍摄对焦范围为5-30厘米。
活体耳朵识别图像采集：使用的近红外光谱的波长优选为850nm，摄像头拍摄对焦范围为1-50厘米。
低照度环境双目人脸识别图像采集模式：
传输模块2监听信号，外部装置发出双目人脸识别图像采集模式指令给控制器3，切换成双目活体人脸识别图像采集模式，模式管理模块301同时启动第一摄像头4和第二摄像头4，第二摄像头4内的滤光片切换器根据模式管理模块301的切换指令控制切换至全光谱透镜正常工作，即接收红外光模式的摄像头；与此同时，第一摄像头4内的滤光片切换器根据模式管理模块301的切换指令控制切换至近红外窄带滤光片正常工作，即接收近红外光模式的摄像头。
本模式下，人脸图像信息采集方法是采用上述的图像采集装置1，如图7，按照以下步骤进行人脸识别：
（61）启动两个摄像头4，两个摄像头同步输出图像数据；
（62）控制器3切换第一摄像头4至近红外拍摄模式，同时切换第二摄像头4至红外光拍摄模式；
（63）抓取近第一摄像头4的近红外图像数据，同时抓取第二摄像头4的红外光图像数据，并输出非加密的近红外图像数据和红外光图像数据至显示屏给用户预览；
（64）判断近红外图像是否存在活体人脸，利用近红外结合补光的方法，图像处理模块302检测到步骤（63）近红外图像中存在人脸，则认为是活体人脸，运行步骤（65），否则认为非活体人脸（如人脸照片），运行步骤（63）；
（65）判断近红外人脸图像和/或红外光人脸图像是否符合生物图像识别拍摄要求，主要由图像处理模块302判断图片人脸大小、图片质量、人脸关于XYZ轴的角度是否符合标准，如果是运行步骤（66），否则进行步骤（63）；
（66）判断模式指令中是否包含加密请求，如果包含，则控制器3把拍摄好的可红外人脸图像数据和/或近红外人脸图像数据传送到加密模块305进行加密，
运行步骤（67），否则运行步骤（68）；
（67）控制器3把加密后的红外光生物图像数据和/或近红外生物图像数据通过传输模块2发送至外部装置；
（68）控制器3把未加密的红外光生物图像数据和/或近红外生物图像数据通过传输模块2发送至外部装置。
步骤（62）中第一摄像头4的人脸检测使用近红外波长为700~1100nm，优选为850nm的光谱。
由于在低照度环境，尤其是黑夜的情况下，由于光线的不足无法形成可作人脸识别用的可见光图像，因此，通过红外光代替可见光，达到在低照度环境的人脸识别的图像采集工作。
此外，图像处理模块302还将摄像头4所拍摄的符合人脸拍摄需求的图像进行传输前的准备，如根据拍摄信号中的加密指令判断是否需要对图像数据进行加密，对拍摄好的图像数据进行加密后方可进行传输，加密方式只需对应的解密方式能完整解密出正确的信息即可，本实用新型不做限制。
最后，利用传输模块2，将加密后的图像数据进行数据传输，发送到外部装置，用户可以利用拍摄的图像数据进行后续的加工处理。
本模式下的对焦模块303切换摄像头对焦范围为10～100cm。
活体人脸识别图像采集模式下，采用本实用新型的生物图像信息采集装置的方法也可以应用于活体虹膜识别图像采集、活体指静脉识别图像采集、活体掌静脉识别图像采集及活体耳朵识别图像采集中。
活体虹膜识别图像采集：使用的近红外光谱的波长优选为850nm，摄像头拍摄对焦范围为1-20厘米；
活体指静脉识别图像采集：使用的近红外光谱的波长优选为850nm，摄像头拍摄对焦范围为1-20厘米；
活体掌静脉识别图像采集：使用的近红外光谱的波长优选为850nm，摄像头拍摄对焦范围为5-30厘米。
活体耳朵识别图像采集：使用的近红外光谱的波长优选为850nm，摄像头拍摄对焦范围为1-50厘米。
全焦点距离拍摄模式
全焦点距离影像的拍摄，利用所述的两个摄像头4，其中一个为近焦点距离，另一个为远焦点距离，进行拍摄图像，拍摄的图像数据通过传输模块2传输到外部装置，外部装置通过第三方软件把近焦点距离摄像头拍摄的图像和远焦点距离摄像头拍摄的图像，融合成一幅全景图像；或者，将近焦点距离摄像头拍摄的图像和远焦点距离摄像头拍摄的图像经过控制器3的图像处理模块302处理，融合成一幅全景图像，再通过传输模块2传输到外部装置。
单目摄像头在对焦的时候，由于只有一个焦点距离，如果焦点距离较近，则能清晰地拍摄近距离的物体，而远距离物体成像则模糊图像；相反，如果焦点距离较远，则能拍摄近距离的物体变得模糊，而远距离物体成像则变得清晰图像，二者不能得兼。利用双摄像头各自焦点距离不同拍摄图像，然后融合成一幅图像，则能很好解决了清晰拍摄近距离物体的时候也能清晰拍摄远距离物体的问题。
传输模块2监听信号，外部装置发出全焦点距离拍摄模式指令给控制器3，切换成全焦点距离拍摄模式，模式管理模块301根据控制信号切换至对应的拍摄模式，两个摄像头4切换至可见光模式。模式管理模块301根据指令分别控制两个摄像头4中的光谱滤光片，使两个红外截止滤光片正常工作，CCD或CMOS只能利用可见光光谱范围内的光线，由此，将两个摄像头4切换至可见光模式。
模式管理模块301控制第一摄像头4的对焦模块303的对焦距离为拍摄物体的实际距离，如果第一摄像头4的对焦模块303的对焦距离为近距离，则控制第二摄像头4的对焦模块303的对焦距离为远距离；同理，如果第一摄像头4的对焦模块303的对焦距离为远距离，则控制第二摄像头4的对焦模块303的对焦距离为近距离。
当光反射进镜头时，使得一个图像传感器CCD或CMOS接收到近距离清晰远距离模糊的可见光图像，另一个图像传感器CCD或CMOS接收到近距离模糊远距离清晰的可见光图像，经图形处理模块302处理后通过传输模块2传输至外部装置。
可见光摄像头进行拍摄时，模式管理模块31同时检测是否需要可见光补光，并根据检测结果进行可见光补光，使摄像头有较好的宽动态，拍摄到比较清晰的图像。图像处理模块302将图像数据传输到传输模块2进行交互，用户可以利用拍摄的图像数据进行后续的加工处理。
本模式下，根据拍摄信号中的加密指令判断是否需要对图像数据进行加密，对拍摄好的图像数据进行加密后方可进行传输，加密方式只需对应的解密方式能完整解密出正确的信息即可，本实用新型不做限制。
开发者拍摄模式
传输模块2监听信号，外部装置发出开发者拍摄模式指令给控制器3，切换成开发者拍摄拍摄模式。
在此模式下，开发者可以通过传输模块2查询关于每个摄像头4以及各自的对焦模块303、补光模块304和滤光片切换器的工作状态；并且可以通过传输模块2改变每个摄像头4以及各自的对焦模块303、补光模块304和滤光片切换器的工作状态。
图像传感器CCD或CMOS在开发者自定义的工作光谱、对焦距离和补光环境，形成与之相应的电子图像信号，经过传输模块2把两个摄像头4的图像信号同步传输到外部装置，这样开发者可以根据实际应用需要对本图像采集装置进行开发利用。
本实用新型中的多功能双目摄像头允许摄像头切换成不同的拍摄模式，不需要额外的调整即可满足多种功能模式的需求，且在摄像头内部具有加密功能，现有的摄像头产品绝大部分无法实现此需求，显见本实用新型具有非常先进的优势。
实施例3
如图1，图像信息采集装置1上设置有用于和外部装置通信的传输模块2、控制器3和两个独立摄像头4，这两个摄像头4的图像采集面在同一平面上；控制器3分别与这两个独立摄像头4连接，其中第一摄像头4包括无滤光片切换器且固定设置的近红外窄带滤光片，第二摄像头4包括滤光片切换器，且滤光器切换器内置连接的滤光片为红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片中的至少一个。本实用新型图像信息采集装置1通过切换摄像头4中红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片，形成不同的组合，达到具备多种拍摄功能，提高用户体验。
外部装置通过传输模块2传输指令给控制器3控制滤光片切换器切换滤光片改变图像传感器接收不同波长的光线，图像传感器将图像转换为数字信号，控制器3接收到该信号后对其进行处理，然后通过传输模块2传输到外部装置进行处理或外部装置的显示屏进行显示。
该两个摄像头4中的一个或两个包括对焦模块和/或补光模块。
所述近红外窄带滤光片使用的近红外线的波长为700～2526nm。
滤光片切换器由滤光片和动力部分（可以是电磁、电机或其它动力源）构成的，动力部分由控制器3驱动。
如图3，控制器3包括有
模式管理模块301，用于控制对焦模块303、补光模块304及滤光片切换器切换不同滤光片形成不同的拍摄模式；
图像处理模块302，能够接收拍摄的图像数据，再将接收的图像数据按照不同拍摄模式进行相应的数据处理、加密及准备处理操作后把处理后的图像信息发送到传输模块2进行传输，和/或将接收的图像发送到显示屏进行预览。
模式管理模块301设有开发者控制拍摄模块，开发者在外部装置上通过传输模块2访问开发者控制拍摄模块，查询两个摄像头4各自的对焦模块303、补光模块304和滤光片切换器一种以上的工作状态，并且/或者，控制该两个摄像头4各自的对焦模块303、补光模块304和滤光片切换器一种以上的工作状态。
控制器3还包括用于控制对焦器件调节成像清晰度的对焦模块303，对焦器件采为定焦距器件、可控对焦器件或自适应对焦器件。可控对焦器件采用的机械器件有MEMS（微电机系统）、VCM（音圈马达）以及步进电机之类等。
控制器还包括用于调控补光灯的所述补光模块304，其中补光灯分别为可见光补光灯、红外补光灯和近红外补光灯中的至少一个，补光灯还可以为高光谱补光灯。
图像传感器为电荷耦合器件CCD(ChargeCoupledDevice)或互补金属氧化物半导体COMS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor）。
控制器3为数字信号处理器DSP、微控制单元MCU、嵌入式计算机处理器ARM、现场可编程门阵列FPGA（Field－ProgrammableGateArray）、低能耗中央处理器CPU、高性能单片机、片上系统SoC或其它等同专用集成芯片。
传输模块2包含Wi-Fi模块、蓝牙模块、近距离无线通讯模块NFC、网络通讯模块、USB通讯模块、IEEE1394通讯模块、无线千兆比特通讯模块WiGig、LED无线光通信Lifi通讯模块中任一种或多种模块，用于传输图像信息采集装置1的工作状态信息、控制指令、图像、视频、音频及加密数据信息。
外部装置为计算机PC、笔记本电脑、平板电脑、手机、pad、警务通或智能电视。
控制器3还包括加密模块或不包括加密模块。
本图像信息采集装置1有以下拍摄模式：
普通模式
传输模块2监听信号，外部终装置发出普通拍摄模式指令给控制器3，切换成普通模式，模式管理模块301启动第二摄像头4，第一摄像头4置于非工作状态，第二摄像头的滤光片切换器根据模式管理模块301的切换指令控制切换至红外截止滤光片正常工作，处于可见光拍摄模式下。其它功能与实施例2中普通模式下摄像头的结构功能一样。
单目夜视模式
传输模块2监听信号，外部终装置发出普通拍摄模式指令给控制器3，切换成普通模式，模式管理模块301启动第二摄像头4，第一摄像头4置于非工作状态，第二摄像头的滤光片切换器根据模式管理模块301的切换指令控制切换至全光谱光学透镜正常工作，处于夜视拍摄模式下。
单目人脸识别图像采集模式：
传输模块2监听信号，外部终装置发出普通拍摄模式指令给控制器3，切换成单目人脸识别图像采集模式，模式管理模块301启动第二摄像头4，第一摄像头4置于非工作状态，第二摄像头的滤光片切换器内置连接三种滤光片分别为红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片，根据模式管理模块301的切换指令控制切换相应的滤光片正常工作，其工作原理如实施例2中的单目人脸识别图像采集模式或实施例6中的单目人脸识别图像采集方法一样。
双目人脸识别图像采集模式：
传输模块2监听信号，外部终装置发出普通拍摄模式指令给控制器3，切换成双目人脸识别图像采集模式，模式管理模块301启动第一摄像头4和第二摄像头4，第二摄像头的滤光片切换器内置连接三种滤光片分别为红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片，根据模式管理模块301的切换指令控制切换至红外截止滤光片正常工作，即第二摄像头处于可见光拍摄模式下。
此时，其工作原理如实施例2中的双目人脸识别图像采集模式。
低照度环境双目人脸识别图像采集模式：
传输模块2监听信号，外部终装置发出普通拍摄模式指令给控制器3，切换成双目人脸识别图像采集模式，模式管理模块301启动第一摄像头4和第二摄像头4，第二摄像头的滤光片切换器内置连接三种滤光片分别为红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片，根据模式管理模块301的切换指令控制切换至全光谱光学透镜正常工作，即第二摄像头处于红外光拍摄模式下。
此时，其工作原理如实施例2中的低照度环境双目人脸识别图像采集模式。
开发者拍摄模式
本实施例图像信息采集装置1的开发者拍摄模式，其工作原理如实施例2中的开发者拍摄模式。
实施例4
如图1，一种图像信息采集装置1上设置有用于和外部装置通信的传输模块2、控制器3和所述结构的两个独立摄像头4，这两个摄像头4的图像采集面在同一平面上；控制器3分别与这两个独立摄像头4连接，其中第一摄像头4包括滤光片切换器，且滤光器切换器内置连接近红外窄带滤光片，滤光器切换器内置还连接有红外截止滤光片和/或全光谱光学透镜，第二摄像头4包括无滤光片切换器，且固定设置的红外截止滤光片、全光谱光学透镜及不设置透镜的任一种。本实施例图像信息采集装置1通过切第一换摄像头4中红外截止滤光片，以及全光谱光学透镜和/或近红外窄带滤光片，形成不同组合的拍摄模式，达到具备多种拍摄功能，提高用户体验。本图像信息采集装置1的拍摄模式，根据两个摄像头内不同种类滤光片的组合而定。
外部装置通过传输模块2传输指令给控制器3控制滤光片切换器切换滤光片改变图像传感器接收不同波长的光线，图像传感器将图像转换为数字信号，控制器3接收到该信号后对其进行处理，然后通过传输模块2传输到外部装置进行处理或外部装置的显示屏进行显示。
该两个摄像头4中的一个或两个包括对焦模块和/或补光模块。
所述近红外窄带滤光片使用的近红外线的波长为700～2526nm。
滤光片切换器由滤光片和动力部分（可以是电磁、电机或其它动力源）构成的，动力部分由控制器3驱动。
如图3，控制器3包括有
模式管理模块301，用于控制对焦模块303、补光模块304及滤光片切换器切换不同滤光片形成不同的拍摄模式；
图像处理模块302，能够接收拍摄的图像数据，再将接收的图像数据按照不同拍摄模式进行相应的数据处理、加密及准备处理操作后把处理后的图像信息发送到传输模块2进行传输，和/或将接收的图像发送到显示屏进行预览。
模式管理模块301设有开发者控制拍摄模块，开发者在外部装置上通过传输模块2访问开发者控制拍摄模块，查询两个摄像头4各自的对焦模块303、补光模块304和滤光片切换器一种以上的工作状态，并且/或者，控制该两个摄像头4各自的对焦模块303、补光模块304和滤光片切换器一种以上的工作状态。
控制器3还包括用于控制对焦器件调节成像清晰度的对焦模块303，对焦器件采为定焦距器件、可控对焦器件或自适应对焦器件。可控对焦器件采用的机械器件有MEMS（微电机系统）、VCM（音圈马达）以及步进电机之类等。
控制器还包括用于调控补光灯的所述补光模块304，其中补光灯分别为可见光补光灯、红外补光灯和近红外补光灯中的至少一个，补光灯还可以为高光谱补光灯。
图像传感器为电荷耦合器件CCD(ChargeCoupledDevice)或互补金属氧化物半导体COMS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor）。
控制器3为数字信号处理器DSP、微控制单元MCU、嵌入式计算机处理器ARM、现场可编程门阵列FPGA（Field－ProgrammableGateArray）、低能耗中央处理器CPU、高性能单片机、片上系统SoC或其它等同专用集成芯片。
传输模块2包含Wi-Fi模块、蓝牙模块、近距离无线通讯模块NFC、网络通讯模块、USB通讯模块、IEEE1394通讯模块、无线千兆比特通讯模块WiGig、LED无线光通信Lifi通讯模块中任一种或多种模块，用于传输图像信息采集装置1的工作状态信息、控制指令、图像、视频、音频及加密数据信息。
外部装置为计算机PC、笔记本电脑、平板电脑、手机、pad、警务通或智能电视。
控制器3还包括加密模块或不包括加密模块。
实施例5
如图1，一种图像信息采集装置1上设置有用于和外部装置通信的传输模块2、控制器3和两个独立摄像头4，这两个摄像头4的图像采集面在同一平面上；控制器3分别与这两个独立摄像头4连接，这两个摄像头4各自包括滤光器、图像传感器以及滤光片切换器，这两个滤光片切换器至少一个连接有近红外窄带滤光片，这两个摄像头4中的一个或两个包括对焦模块和/或补光模块。本实用新型图像信息采集装置1通过切换两个独立摄像头4中红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片，形成不同的组合，达到具备多种拍摄功能，提高用户体验。本图像信息采集装置1的拍摄模式，根据两个摄像头内不同种类滤光片的组合而定。
外部装置通过传输模块2传输指令给控制器3控制滤光片切换器切换滤光片改变图像传感器接收不同波长的光线，图像传感器将图像转换为数字信号，控制器3接收到该信号后对其进行处理，然后通过传输模块2传输到外部装置进行处理或外部装置的显示屏进行显示。
所述近红外窄带滤光片使用的近红外线的波长为700～2526nm。
滤光片切换器由滤光片和动力部分（可以是电磁、电机或其它动力源）构成的，动力部分由控制器3驱动。
如图3，控制器3包括有
模式管理模块301，用于控制对焦模块303、补光模块304及滤光片切换器切换不同滤光片形成不同的拍摄模式；
图像处理模块302，能够接收拍摄的图像数据，再将接收的图像数据按照不同拍摄模式进行相应的数据处理、加密及准备处理操作后把处理后的图像信息发送到传输模块2进行传输，和/或将接收的图像发送到显示屏进行预览。
模式管理模块301设有开发者控制拍摄模块，开发者在外部装置上通过传输模块2访问开发者控制拍摄模块，查询两个摄像头4各自的对焦模块303、补光模块304和滤光片切换器一种以上的工作状态，并且/或者，控制该两个摄像头4各自的对焦模块303、补光模块304和滤光片切换器一种以上的工作状态。
控制器3还包括用于控制对焦器件调节成像清晰度的对焦模块303，对焦器件采为定焦距器件、可控对焦器件或自适应对焦器件。可控对焦器件采用的机械器件有MEMS（微电机系统）、VCM（音圈马达）以及步进电机之类等。
控制器还包括用于调控补光灯的所述补光模块304，其中补光灯分别为可见光补光灯、红外补光灯和近红外补光灯中的至少一个，补光灯还可以为高光谱补光灯。
图像传感器为电荷耦合器件CCD(ChargeCoupledDevice)或互补金属氧化物半导体COMS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor）。
控制器3为数字信号处理器DSP、微控制单元MCU、嵌入式计算机处理器ARM、现场可编程门阵列FPGA（Field－ProgrammableGateArray）、低能耗中央处理器CPU、高性能单片机、片上系统SoC或其它等同专用集成芯片。
传输模块2包含Wi-Fi模块、蓝牙模块、近距离无线通讯模块NFC、网络通讯模块、USB通讯模块、IEEE1394通讯模块、无线千兆比特通讯模块WiGig、LED无线光通信Lifi通讯模块中任一种或多种模块，用于传输图像信息采集装置1的工作状态信息、控制指令、图像、视频、音频及加密数据信息。
外部装置为计算机PC、笔记本电脑、平板电脑、手机、pad、警务通或智能电视。
控制器3还包括加密模块或不包括加密模块。
实施例6
如图2，一种图像信息采集装置1，其上设置有用于和外部装置通信的传输模块2、控制器3以及与控制器连接的一个摄像头4，摄像头4包括滤光器和图像传感器，外部装置通过传输模块2传输指令给控制器3控制滤光器接收不同波长的光线，图像传感器将图像转换为数字信号，控制器接收到该信号后对其进行处理，然后通过传输模块2进行传输。
该摄像头4包括滤光片切换器，滤光片切换器内置连接有近红外窄带滤光片，还连接有红外截止滤光片或/和全光谱光学透镜。通过切换摄像头4中红外截止滤光片或/和全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片，达到具备多种拍摄功能，提高用户体验。本图像信息采集装置1的拍摄模式，根据该摄像头内不同种类滤光片的组合而定。
该摄像头4还包括对焦模块和/或补光模块，对焦模块303切换摄像头对焦范围为10～100cm。
所述近红外窄带滤光片使用的近红外线的波长为700～2526nm。
滤光片切换器由滤光片和动力部分（可以是电磁、电机或其它动力源）构成的，动力部分由控制器3驱动。
如图3，控制器3包括有
模式管理模块301，用于控制对焦模块303、补光模块304及滤光片切换器切换不同滤光片形成不同的拍摄模式；
图像处理模块302，能够接收拍摄的图像数据，再将接收的图像数据按照不同拍摄模式进行相应的数据处理、加密及准备处理操作后把处理后的图像信息发送到传输模块2进行传输，和/或将接收的图像发送到显示屏进行预览。
模式管理模块301设有开发者控制拍摄模块，开发者在外部装置上通过传输模块2访问开发者控制拍摄模块，查询该摄像头4的对焦模块303、补光模块304和滤光片切换器一种以上的工作状态，并且/或者，控制该摄像头4的对焦模块303、补光模块304和滤光片切换器一种以上的工作状态。
控制器3还包括用于控制对焦器件调节成像清晰度的对焦模块303，对焦器件采为定焦距器件、可控对焦器件或自适应对焦器件。可控对焦器件采用的机械器件有MEMS（微电机系统）、VCM（音圈马达）以及步进电机之类等。
控制器还包括用于调控补光灯的所述补光模块304，其中补光灯分别为可见光补光灯、红外补光灯和近红外补光灯中的至少一个，补光灯还可以为高光谱补光灯。
图像传感器为电荷耦合器件CCD(ChargeCoupledDevice)或互补金属氧化物半导体COMS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor）。
控制器3为数字信号处理器DSP、微控制单元MCU、嵌入式计算机处理器ARM、现场可编程门阵列FPGA（Field－ProgrammableGateArray）、低能耗中央处理器CPU、高性能单片机、片上系统SoC或其它等同专用集成芯片。
传输模块2包含Wi-Fi模块、蓝牙模块、近距离无线通讯模块NFC、网络通讯模块、USB通讯模块、IEEE1394通讯模块、无线千兆比特通讯模块WiGig、LED无线光通信Lifi通讯模块中任一种或多种模块，用于传输图像信息采集装置1的工作状态信息、控制指令、图像、视频、音频及加密数据信息。
外部装置为计算机PC、笔记本电脑、平板电脑、手机、pad、警务通或智能电视。
控制器3还包括加密模块或不包括加密模块。
如图8，采用上述图像信息采集装置1进行生物图像信息采集的方法，即单目人脸识别图像采集方法，包括如下步骤：
（b1）启动摄像头工作，控制器3控制滤光片切换器切换至红外截止滤光片工作，使得摄像头4处于可见光拍摄模式，或者，控制器3控制滤光片切换器切换至全光谱光学透镜工作，使得第二摄像头4处于红外拍摄模式（即夜视拍摄模式）；
（b2）抓取可见光图像或红外光图像数据，并将抓去的图像数据通过传输模块2传输至显示屏给用户预览；
（b3）判断可见光图像或红外光图像是否存在人脸，如果是，保持可见光人脸图像或红外光人脸图像运行步骤（b4），否则运行步骤（b2）；
（b4）判断近红外人脸图像或可见光人脸图像是否符合生物图像识别拍摄要求，主要由图像处理模块302判断图片人脸大小、图片质量、人脸关于XYZ轴的角度是否符合标准，如果是运行步骤（b2），否则进行步骤（b5）；
（b5）控制器控制滤光片切换器切换近红外窄带滤光片工作，使得摄像头处于近红外拍摄模式；
（b6）抓取近红外图像数据，并传输至显示屏给用户预览；
（b7）判断近红外图像是否存在活体人脸，即图像处理模块302检测近红外图像中是否存在人脸，如果是，则认为是活体人脸，保持近红外人脸图像运行步骤（b8），否则认为非活体人脸（如人脸照片），运行步骤（b1）；
（b8）判断近红外人脸图像是否符合生物图像识别拍摄要求，主要由图像处理模块302判断图片人脸大小、图片质量、人脸关于XYZ轴的角度是否符合标准，如果是运行步骤（b9），否则进行步骤（b1）；
（b9）控制器利用人脸识别算法判断：步骤（b3）的可见光人脸图像与步骤（b7）的近红外人脸图像的相似度，或者，步骤（b3）的红外光人脸图像与步骤（b7）的近红外人脸图像的相似度，
如果该相似度超过设定阈值，阈值为不小于0.8不大于1的值，则认为是同一个人，运行步骤（b10），否则认为不是同一个人，运行步骤（b1）；
（b10）控制器把拍摄好的可见光人脸图像数据和/或近红外人脸图像数据通过传输模块发送至外部装置，或者，控制器把拍摄好的红外光人脸图像数据和/或近红外人脸图像数据通过传输模块发送至外部装置。
图像信息采集装置1还包括加密模块，步骤（b10）还包括如下步骤：
判断所述控制器的模式指令中是否包含加密请求，如果包含，则控制器把拍摄好的图像数据传送到所述加密模块进行加密，加密后的图像数据通过所述传输模块被发送至所述外部装置；否则，控制器把未加密的图像数据通过传输模块发送至外部装置。
步骤（b5）中摄像头4的人脸检测使用近红外波长为700~1100nm，优选为850nm的光谱。所述近红外线的波长为700～1100nm，用于活体人脸识别图像采集，或者／和用于活体虹膜识别图像采集，或者／和用于活体指静脉识别图像采集，或者／和用于活体掌静脉识别图像采集，或者／和用于活体耳朵识别图像采集。
所述步骤（b9）中，控制器的图像处理模块302对图像相似度的处理是为了防止在可见光拍摄模式下或夜视拍摄模式下拍摄的对象是人物甲的人脸照片，切换近红外窄带滤光片后，在近红外拍摄模式下的拍摄对象是人物乙的活体人脸图像，使得滤光片切换器切换近红外窄带滤光片前后，图像信息采集装置1输出的可见光人脸图像和近红外人脸图像不是同一个人，提高支付验证用户身份的安全性。本生物图像信息采集的方法可以应用于商务支付或识别生物活体。
本实施例中单目人脸识别图像采集方法，当先采用红外拍摄模式，后采用近红外拍摄模式时，适用于低照度环境的单目人脸识别图像采集。
由于可见光人脸检测容易受到照片、雕塑等的假冒物体影响，使用近红外光源拍摄成像则避免了这种假冒的情况，所以近红外图像人脸检测的技术优势比可见光人脸检测更大，并且由于不受环境光影响，拍摄的图像质量更加高，人脸特征点也更加清晰准确，具有更高的可用性，提高活体人脸检测的准确度，这是一般普通的网络摄像头所不具备的功能。
此外，图像处理模块302还将摄像头4所拍摄的符合人脸拍摄需求的图像进行传输前的准备，如根据拍摄信号中的加密指令判断是否需要对图像数据进行加密，对拍摄好的图像数据进行加密后方可进行传输，加密方式只需对应的解密方式能完整解密出正确的信息即可，本实用新型不做限制。
最后，利用传输模块2，将加密后的图像数据进行数据传输，发送到外部装置，用户可以利用拍摄的图像数据进行后续的加工处理。
单目人脸识别图像采集模式下，采用本实施例的生物图像信息采集装置1也可以应用于活体虹膜识别图像采集、活体指静脉识别图像采集、活体掌静脉识别图像采集及活体耳朵识别图像采集中。
活体虹膜识别图像采集：使用的近红外光谱的波长优选为850nm，摄像头拍摄对焦范围为1-20厘米；
活体指静脉识别图像采集：使用的近红外光谱的波长优选为850nm，摄像头拍摄对焦范围为1-20厘米；
活体掌静脉识别图像采集：使用的近红外光谱的波长优选为850nm，摄像头拍摄对焦范围为5-30厘米。
活体耳朵识别图像采集：使用的近红外光谱的波长优选为850nm，摄像头拍摄对焦范围为1-50厘米。
以上所述，仅为本实用新型的部分具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可以轻易想到变化或替换，都在本实用新型的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种图像信息采集装置，其特征在于：所述图像采集装置上设置有用于和外部装置通信的传输模块、控制器和摄像头，摄像头包括滤光器和图像传感器，传输模块接收外部装置信号控制并传输指令给控制器控制滤光器接收不同波长的光线，图像传感器将图像转换为数字信号，控制器接收到该信号后对其进行处理，然后通过传输模块进行传输。
2.根据权利要求1所述的图像信息采集装置，其特征在于：所述摄像头的数量为一个，且该摄像头包括滤光片切换器和/或对焦模块和/或补光模块；或所述摄像头的数量为两个，且该两个摄像头中的一个或两个包括滤光片切换器和/或对焦模块和/或补光模块，该两个摄像头的图像采集面在同一平面上。
3.根据权利要求2所述的图像信息采集装置，其特征在于所述控制器包括有：
模式管理模块，用于控制所述对焦模块、所述补光模块及所述滤光片切换器切换不同滤光片形成不同的拍摄模式；
图像处理模块，能够接收拍摄的图像数据，再将接收的图像数据按照不同拍摄模式进行相应的数据处理、加密及准备处理操作后把处理后的图像信息发送到所述传输模块进行传输，和/或将接收的图像发送到显示屏进行预览。
4.根据权利要求2所述的图像信息采集装置，其特征在于：所述滤光器的滤光片为红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片中的任一个；所述滤光片切换器内置连接的滤光片为红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片中的至少一个。
5.根据权利要求2所述的图像信息采集装置，其特征在于：所述控制器还包括用于控制对焦器件调节成像清晰度的所述对焦模块，对焦器件采为定焦距器件、可控对焦器件或自适应对焦器件。
6.根据权利要求2所述的图像信息采集装置，其特征在于：所述控制器还包括用于调控补光灯的所述补光模块，补光灯分别为可见光补光灯、红外补光灯和近红外补光灯中的至少一个。
7.根据权利要求3所述的图像信息采集装置，其特征在于：所述模式管理模块设有开发者控制拍摄模块，开发者在所述外部装置上通过所述传输模块访问开发者控制拍摄模块，查询所述摄像头的对焦模块、补光模块和滤光片切换器一种以上的工作状态，并且/或者，控制所述摄像头的对焦模块、补光模块和滤光
片切换器一种以上的工作状态。
8.根据权利要求4所述的图像信息采集装置，其特征在于：所述近红外窄带滤光片使用的近红外线的波长为700～2526nm。
9.根据权利要求1-8中任一项权利要求所述的图像信息采集装置，其特征在于：所述外部装置为计算机PC、笔记本电脑、平板电脑、手机、pad、警务通或智能电视。
10.根据权利要求1-8中任一项权利要求所述的图像信息采集装置，其特征在于：所述控制器设有加密模块。
11.根据权利要求10所述的图像信息采集装置，其特征在于：所述图像传感器为电荷耦合器件CCD或互补金属氧化物半导体COMS。
12.根据权利要求10所述的图像信息采集装置，其特征在于：所述控制器为数字信号处理器DSP、微控制单元MCU、嵌入式计算机处理器ARM、现场可编程门阵列FPGA、中央处理器CPU、单片机、片上系统SoC或其它等同专用芯片。
13.根据权利要求10所述的图像信息采集装置，其特征在于：所述传输模块为包含Wi-Fi模块、蓝牙模块、近距离无线通讯模块NFC、网络通讯模块、USB通讯模块、IEEE1394通讯模块、无线千兆比特通讯模块WiGig、LED无线光通信Lifi通讯模块中任一种或多种模块。
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