[发明专利]双波长图像采集系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学投影及测量技术领域，尤其涉及一种双波长图像采集系统及方法。

背景技术

在人工智能领域，表情识别、唇语识别一直是研究的热门话题。目前大量的研究都是基于目标对象的RGB图像，而识别命中率也一直是限制技术发展的瓶颈。伴随着3D测量技术以及红外激光技术的不断发展，研究人员把目光渐渐转向了目标对象的深度以及红外图像，并结合红外与深度图像来进行表情、唇语等识别，由于红外激光不受环境光影响，且深度图像含有更加丰富的目标对象信息，因此这种结合方式在较大程度上提高了识别的命中率。

对于红外图像与深度图像的获取方面，分别通过红外相机以及深度相机来独立的采集红外光图像与深度图像是较为常用的技术手段，即通过采集设备上的独立以及在时序上分开采集是目前通用的技术手段，这需要有较大的设备体积以及功耗才能完成。

发明内容

本发明为了解决不能用体积小、功耗低的设备同步获取光图像与深度图像，提供一种双波长采集系统和方法。

为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种双波长图像采集系统，包括：

光学投影单元，包括光学投影仪和照明单元，所述光学投影仪用于发射第一波长的结构光图像，所述照明单元采用第二波长的光照明；

图像采集单元，包括滤光片和图像传感器；所述滤光片包括第一滤光片单元和第二滤光片单元并分别允许通过所述第一波长和第二波长的光；所述图像传感器用于接收通过所述滤光片的光转换成光学图像并将所述光学图像传送给处理器单元；

处理器单元，用于接收所述光学图像，并计算得到光图像和深度图像。

优选地，还包括一个存储单元，用于存储所述光图像和所述深度图像。

优选地，所述处理器单元包括:一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个程序，其被存储在所述存储器中，并被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行以下步骤的指令：接收所述光学图像；利用所述光学图像计算出第一波长结构光图像和第二波长光图像；利用第一波长结构光图像计算出第一深度图像。

优选地，所述处理器单元还用于将所述深度图像和所述光图像融合成一幅图像。

优选地，所述第一波长与第二波长均处于红外光的波长范围内。

优选地，所述第一波长为红外光图像，所述第二波长为包括第一波长在内的所有波长。

优选地，所述光学投影仪光源为VCSEL阵列激光。

优选地，所述第二波长的光图像用于进行生物识别。

一种采用如以上任一所述的双波长图像采集系统采集图像的方法，包括如下步骤：

S1:利用所述光学投影单元的光学投影仪向目标空间发射第一波长结构光图像；

S2:利用所述光学投影单元的照明单元采用第二波长的光对目标空间进行照明；

S3:利用所述图像采集单元中获取光学图像并将所述光学图像传送给处理器单元；

S4:利用所述处理器单元接收所述光学图像，并计算得到所述光图像和所述深度图像。

一种计算机可读存储介质，其存储有与深度图像获取设备结合使用的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现以上所述方法。

本发明的有益效果为：提供一种双波长图像采集系统，光学投影单元包括结构光投影仪和用于普通照明的照明单元；结合图像采集单元中只有一个图像传感器，配备第一滤光片单元和第二滤光片单元用于实现对结构光图像和光图像的同步采集；通过处理器单元进一步的处理同步获取没有视差的深度图像和光图像，实现用体积小、功耗低的设备同步获取光图形与深度图像。

附图说明

图1是本发明实施例1的双波长图像采集系统内置于移动设备中的示意图。

图2是本发明实施例2的双波长图像采集系统的示意图。

图3是本发明实施例1和2的图像采集单元结构示意图。

图4是本发明实施例3的图像采集单元的第一滤光片单元的示意图。

图5是本发明实施例3的图像采集单元的第二滤光片单元的示意图。

图6是本发明实施例4的处理器单元处理光学图像示意图。

图7是本发明实施例1、2、3和4的双波长图像采集系统采集图像的方法示意图。

其中，1-照明单元；2-图像采集单元；21-滤光片单元；22-图像传感器单元；3-光学投影仪；4-移动设备,5-处理器单元；6-光学；7-透镜。

具体实施方式