[发明专利]一种利用半透半反镜加倍图像采集速度的方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于一般的图像数据处理或产生技术领域，特别涉及一种利用半透半反镜加倍图像采集速度的方法和装置。

背景技术

可见光图像传感器已使成像技术实现了小型、低功耗、低成本和便携式应用、使成像系统技术了发生了巨大变化。目前主要的图像传感器是CCD和CMOS。CCD图像传感器件技术已发展了三十多年，早已是成熟和普及应用到各种军用和民用系统的器件，在红外焦平典型面阵列技术实用化之前很长一段时间极受军用重视，目前仍在可见光波段广泛采用。CMOS图像传感器件与CCD相比功耗更低，可实现极高帧速工作和低成本化，因而发展很快。

目前提高帧速方法有以下几类：

(1)采用传输速度更快的数据传输协议将图像传感器采集的图像传输到主机，以提高图像采集速度。由于在图像采集系统中，图像传输时间占用了图像采集的大部分时间，如果能够缩短图像传输时间，则能提高图像的采集速度。例如，可以采用传输速度更快的IEEE 1394协议代替USB协议进行图像传输。此方法需要对摄像机接口进行改造以符合新协议的接口标准。

(2)在图像采集时，降低图像分辨率，缩短数据读取和传输时间，提高图像采集速度。采用降低图像分辨率的方法，一方面能够降低图像数据的生成时间，另一方面可以减少图像传输时间。一般可以通过摄像机的采集软件对图像分辨率进行设置。假设原来采集图像的分辨率为1024×768，那么当图像分辨率降低为800×600时，其数据传输量降低为原来的0.61倍，其传输时间也因此缩短为原来传输时间的0.61倍。但这个方法的缺点是降低了采集图像的质量，难以满足对高质量图像的要求。

(3)图像采集时选取ROI(Region of Interest)区域，进行部分扫描。部分扫描是指CCD相机所读出的数据小于它的满帧数据。由于读取数据量相对较少，则相应的读取时间要少，该方法可以通过使用摄像机的软件开发工具包编程进行实现。在编程时，设定ROI区域，采集到的图像即为设定图像区域，该方法的缺点是减小了实际采集图像的区域。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种利用半透半反镜加倍图像采集速度的方法和装置，该方法和装置在保持图像质量(即保持最大分辨率和全部图像区域大小)的情况下同样，能进行加倍速率图像采集，具有实现简单、成本低的优点。

本发明的技术解决方案：一种利用半透半反镜加倍图像采集速度的方法，步骤如下：

(1)选用一个半透半反镜；

(2)用一个摄像机接收半透半反镜的透射光线；

(3)用另一个摄像机接收半透半反镜的反射光线；

(4)使两个摄像机接收的光线完全相同；

(5)对接收透射光线的摄像机采用周期为1/f，初始相位为0的外触发信号进行图像采集触发；

(6)对接收反射光线的摄像机采用周期为1/f，初始相位为π的外触发信号进行图像采集出发。

(7)经过对两个摄像机采集的图像按照其采集时间进行排序得到的图像序列即为以加倍采集速度得到的图像序列。

一种利用半透半反镜加倍图像采集速度的装置，由一个半透半反镜、两个摄像机和信号源构成。两个摄像机位于同一平面，并且两个摄像机镜头的光心所连成的直线平行于该平面。同时，两个摄像机镜头光轴互相垂直，且在同一平面上，该平面平行于摄像机所在平面。半透半反镜位于两个光轴的相交处，即两个光轴的交点位于半透半反镜上。该半透半反镜垂直于两个光轴所形成的平面，并且与两个光轴各成四十五度角。外触发信号源通过电缆与两个摄像机相连。工作时，外触发信号源分别对两个摄像机采用相同频率但不同相位的触发信号，使得两个摄像机进行图像采集。此时，两个摄像机和半透半反镜之间的相对位置保持不变。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明利用了通过半透半反镜的光线完全相同的特点，使得两个摄像机能够采集到完全相同的场景，通过这两个相机相隔半个进行图像交替采集，使本发明在保持原有图像质量(即保持最大分辨率和全部图像区域大小)的情况下，实现了加倍速率图像采集。此外，由于两个摄像机的光学参数和最小图像采集频率完全相同，因此它们对于同一场景的成像也完全相同，使得图像采集精度与采用一个摄像机采集图像时完全相同。

(2)本发明充分利用已有设备和技术，不需要在硬件上对摄像机接口的更换，具有实现方法简单、成本低的优点。

附图说明

图1是半透半反镜和摄像机摆放位置示意图；

图2是摄像机C1的外触发信号示意图；

图3是摄像机C2的外触发信号示意图；