[发明专利]基于分光片的3D成像系统

说明书

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，

接收反射镜发射光的第二彩色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、420-460nm、475nm-495nm、510nm-531nm、547nm-572nm、589.5nm-623.5nm、643nm-656nm和677nm-722nm，其中：分光器直接透过420-460nm、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；接收反射镜发射光的第二彩色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、420-460nm、475nm-495nm、510nm-531nm、547nm-572nm、589.5nm-623.5nm、643nm-656nm和677nm-722nm，分光器直接透过420-460nm、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