图像采集设备及眼部图像采集设备的制作方法

本申请涉及图像采集领域，尤其涉及一种图像采集设备及眼部图像采集设备。

背景技术：

随着图像采集技术的不断发展，图像采集已经广泛应用在各个领域中，例如，支付、身份验证、监控等。在进行图像采集时，拍摄对象周围环境中的环境光会照射到拍摄对象上，由于拍摄对象对该环境光反射，产生的反射光存在多种偏振方向，某些偏振方向的反射光为干扰光，导致拍摄出的图像效果不佳。并且，在使用补偿光时，补偿光照射到拍摄对象上，会对拍摄对象产生刺激。

因此，需要提出一种图像采集设备，以减少或消除干扰光，提高拍摄效果及降低对拍摄对象的刺激。

技术实现要素：

本申请实施例的目的是提供一种图像采集设备及眼部图像采集设备，通过在摄像单元的入射光路上设置第一偏振单元，将射入摄像单元的入射光进行透光处理，得到第一偏振光，可以消除干扰光对拍摄产生的影响，提高拍摄效果；通过设置在补光光源的出射光路上的第二偏振单元，将补光光源发射的补偿光进行透光处理，得到第二偏振光，降低对拍摄对象的刺激。

为解决上述技术问题，本申请实施例是这样实现的：

本申请实施例提供了一种图像采集设备，包括：图像采集装置和补光装置；

所述图像采集装置包括：第一偏振单元和摄像单元；所述第一偏振单元设置于所述摄像单元的入射光路上，用于将射向所述摄像单元的入射光进行透光处理，得到第一偏振光；

所述补光装置包括：补光光源和第二偏振单元；所述第二偏振单元设置于所述补光光源的出射光路上，用于将所述补光光源射出的补偿光进行透光处理，得到第二偏振光。

本申请实施例还提供了一种眼部图像采集设备，包括：眼部图像采集装置和补光装置；

所述眼部图像采集装置包括：第一偏振单元和眼部摄像单元；所述第一偏振单元设置于所述眼部摄像单元的入射光路上，用于将射向所述摄像单元的入射光进行透光处理，得到第一偏振光；

所述补光装置包括：补光光源和第二偏振单元；所述第二偏振单元设置于所述补光光源的出射光路上，用于将所述补光光源射出的补偿光进行透光处理，得到第二偏振光。

通过本实施例中的技术方案，在摄像单元的入射光路上设置第一偏振单元，将射入摄像单元的入射光进行透光处理，得到第一偏振光，可以消除干扰光对拍摄产生的影响，提高拍摄效果；在补光光源的出射光路上设置第二偏振单元，将补光光源发射的补偿光进行透光处理，得到第二偏振光，降低对拍摄对象的刺激。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的图像采集设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的眼部图像采集设备中，第一偏振单元的转动示意图；

图3(a)为本申请实施例提供的眼部图像采集设备中，通过反光度调节单元对第一偏振单元调节前采集的眼部图像；

图3(b)为本申请实施例提供的眼部图像采集设备中，通过反光度调节单元对第一偏振单元调节后采集的眼部图像；

图4为本申请实施例提供的眼部图像采集设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种图像采集设备，该图像采集设备可以应用于各个领域进行图像采集。例如，应用于人脸支付领域，进行人脸图像的采集；应用于身份验证领域，进行人脸图像、眼部图像等的采集；应用于监控领域进行图像采集等等。

图1为本申请实施例提供的图像采集设备的结构示意图，如图1所示，该设备包括：图像采集装置110和补光装置120；

图像采集装置110包括：第一偏振单元111和摄像单元112，第一偏振单元111设置于摄像单元112的入射光路上，用于将射向摄像单元112的入射光进行透光处理，得到第一偏振光；

补光装置120包括：补光光源121和第二偏振单元122，第二偏振单元122设置于补光光源121的出射光路上，用于将补光光源121射出的补偿光进行透光处理，得到第二偏振光。

其中，第一偏振单元111和第二偏振单元112可以允许与其偏振方向一致的光线通过，过滤掉与其偏振方向不一致的光线。

具体的，上述第一偏振单元111可以是偏振片、偏振膜或者偏振滤镜等，同样的，上述第二偏振单元122可以是偏振片、偏振膜或者偏振滤镜等。

优选地，上述第一偏振单元为偏振片，上述第二偏振单元为偏振膜。

上述摄像单元112可以是摄像头、照相机、目镜等图像采集设备。

拍摄对象所处环境中的环境光会照射到拍摄对象上，该环境光为非偏振光，照射到拍摄对象上的环境光在拍摄对象上发生反射，反射光仍然为非偏振光，反射后得到的非偏振光有多种振动方向，其中，有的振动方向的光线不利于摄像单元112成像，为干扰光。在本申请实施例中，在摄像单元112的入射光路上设置有第一偏振单元111，第一偏振单元111可以让与其振动方向相同的光线通过。其中，可以是让摄像单元112拍摄时需要的某个振动方向的光线透过，得到第一偏振光，第一偏振光射入摄像单元，在摄像单元形成拍摄对象的图像，这样，减少或者消除了拍摄物体的反射光中的干扰光对图像采集的影响，提高摄像单元的拍摄质量。

在一些具体应用场景中，例如，环境光线不足的情况下，为了提高拍摄质量，得到更清晰的拍摄画面，一般在进行图像采集时，会通过补光光源进行补光，但是，在拍摄对象为人的情况下，补光光源照射到拍摄对象上，会对拍摄对象产生刺激，导致拍摄对象不适应等，因此，为了减少补光光源对拍摄对象产生的刺激，在本申请实施例中，所采用的补偿装置120包括第二偏振单元122，且第二偏振单元122设置在补光光源121的出射光路上。

在本申请实施例中，第二偏振单元122可以对补光光源121射出的补偿光进行透光处理，得到第二偏振光，可以减少补偿光对拍摄对象的刺激。

为了使得第二偏振光被拍摄物体反射后能够被摄像单元吸收，在本申请实施例中，第一偏振单元和第二偏振单元的透光角度相同。

另外，在本申请实施例中，由于补偿光源121的面积较大，因此，在本申请实施例中所采用的第二偏振单元122的大小和补偿光源121的大小相匹配。

本申请实施例中的第一偏振单元和第二偏振单元的设置具有如下几种具体实现方式：

(1)第一偏振单元和第二偏振单元的透光角度可调节。

其中，第一偏振单元可以在与射入摄像单元的入射光垂直的平面内旋转，第一偏振单元的旋转示意图如图2所示，具体的，第一偏振单元可以在上述平面内顺时针旋转，也可以在上述平面内逆时针旋转。

同样的，第二偏振单元可以在与射入拍摄对象的补偿光垂直的平面内旋转，当然，第二偏振单元的旋转方向可以顺时针，也可以逆时针。

在采用本申请实施例提供的图像采集设备进行图像采集时，可以通过调节第一偏振单元的透光角度和第二偏振单元的透光角度，使得第一偏振单元的透光角度和第二偏振单元的透光角度相同。

(2)第一偏振单元以预设角度固定设置于摄像单元112的入射光路上，第二偏振单元122的透光角度可调节。

在该种实施方式中，第一偏振单元111的透光角度不可调节，在使用本申请实施例提供的图像采集设备进行图像采集时，可以通过旋转第二偏振单元，以对第二偏振单元的透光角度进行调节，使得第二偏振单元的透光角度和第一偏振单元的透光角度相同。

(3)第一偏振单元的透光角度可调节，第二偏振单元以预设角度固定设置于补光光源121的出射光路上。

在该种实施方式中，第二偏振单元的透光角度固定，不可以进行调节，在使用本申请实施例提供的图像采集设备进行图像采集时，可以通过旋转第一偏振单元，以对第一偏振单元的透光角度进行调节，使得第一偏振单元的透光角度和第二偏振单元的透光角度相同。

(4)第一偏振单元以预设角度固定设置于摄像单元的入射光路上，第二偏振单元以预设角度固定设置于补光光源的出射光路上，且第一偏振单元与第二偏振单元的透光角度相同。

在该种实施方式中，第一偏振单元和第二偏振单元的透光角度均不可调节。在进行图像采集设备的组装时，则将第一偏振单元和第二偏振单元的透光角度调节至合适的透光角度，并且，调节后的第一偏振单元的透光角度和第二偏振单元的透光角度相同，按照调节后的透光角度将第一偏振单元固定设置在摄像单元的入射光路上，按照调节后的透光角度将第二偏振单元固定设置在补光光源的出射光路上。

此外，在很多高精度图像识别的应用场景下，如眼纹识别的应用场景，拍摄者眼球可能会存在较大面积的镜面反射区域，如眼泪聚集区域，当这些区域的反光度较高时，摄像单元采集到的该区域的图像也会出现无法识别的盲区，如高亮的白色区域等，由此可能会导致眼纹无法识别。

基于上述考虑，在本申请实施例中，上述图像采集装置110还包括：反光度调节单元；

上述反光度调节单元，用于实时确定摄像单元112采集的图像的反光度，根据确定的反光度调节第一偏振单元111的透光角度，以使得摄像单元112在当前位置采集到的图像的反光度最小。

上述反光度调节单元，具体用于，沿指定方向连续地调节第一偏振单元的透光角度，并实时获取摄像单元112采集的图像的反光度；若判断出上述图像的反光度持续降低，则继续延定方向调节第一偏振单元111的透光角度，直至上述反光度不再降低为止。

其中，上述指定方向可以是顺时针方向，也可以是逆时针方向，用户可以根据自己按照当前实际需要进行选择。

在本申请实施例中，反光度调节单元可以通过如下过程确定摄像单元112采集的图像的反光度：对摄像单元112采集的图像进行二值化处理，得到该图像的二值化图像；统计该二值化图像上的高亮度像素的个数，该二值化图像上的高亮度像素的个数越多，则说明该图像的反光度越高。其中，高亮度像素指的是灰度值为1的像素。

在一种具体实施方式中，摄像单元112采集拍摄对象的图像，并将采集的图像发送给反光度调节单元，反光度调节单元确定该图像的反光度，并控制第一偏振单元111按照顺时针方向旋转，在反光度调节单元控制第一偏振单元111顺时针方向旋转的过程中，摄像单元112不断采集拍摄对象的图像，并将该图像发送给反光度调节单元，反光度调节单元确定该图像的反光度，并将该图像的反光度与上一幅图像的反光度进行比较。

若相比于上一幅图像的反光度，该图像的反光度降低了，则继续按照顺时针方向旋转第一偏振单元111，以调节第一偏振单元的透光角度，直至摄像单元112采集到的摄像对象的图像的反光度不再降低为止；

若相比于上一幅图像的反光度，该图像的反光度升高了，则调整第一偏振单元的旋转角度，控制第一偏振单元111按照逆时针方向旋转，直至摄像单元112采集到的摄像对象的图像的反光度不再降低为止。

其中，在通过反光度调节单元对第一偏振单元的透光度进行调节的过程中，需要保证图像采集设备中的其他单元的位置、参数等不变。

在本申请实施例中，通过反光度调节单元不断调节第一偏振单元的透光角度，可以使得采集的图像的反光度最低，可以减小甚至消除采集的图像中的盲区。在通过反光度调节单元调节第一偏振单元的透光度之前采集的眼部图像如图3(a)所示，在通过反光度调节单元调节第一偏振单元的透光度之后采集的眼部图像如图3(b)所示。从图3(a)和图3(b)的对比中可以看出，图3(b)中眼部的盲区减小了。

在本申请实施例中，通过反光度调节单元调节第一偏振单元的透光角度，实现了第一偏振单元的透光角度的自动调节，并且，调节的精度较高，同时，也提高了图像采集的精度。

通过上述介绍可知，本申请实施例通过对补光光源使用第二偏振单元进行滤光处理，使得补光光源发出的光中，只有特定角度的偏振光能够通过第二偏振单元照射在拍摄对象上，而过滤掉该特定角度以外的补光，可大幅度降低对拍摄对象的眼部的光刺激，而由于照射在拍摄对象的该特定角度的偏振光的强度并未降低，因此，摄像单元以相同的透射角度接收拍摄对象反射的该特定角度的偏振光，使得采集的图像的精确度并未降低，仍能保证拍摄的图片具有很高的精确度。本申请实施例对于眼部识别等要求高精确度图像采集的场景，一方面能够降低对拍摄对象的眼部光刺激，另一方面也能确保图像采集的精确度。

本申请实施例中提到的拍摄对象可以是光敏感的生物，如人、动物等或者是人、动物的局部区域，或者也可以是光敏感的物体，例如，艺术作品等。

本申请实施例提供的图像采集设备，在摄像单元的入射光路上设置第一偏振单元，将射入摄像单元的入射光进行透光处理，得到第一偏振光，可以消除干扰光对拍摄产生的影响，提高拍摄效果；在补光光源的出射光路上设置第二偏振单元，将补光光源发射的补偿光进行透光处理，得到第二偏振光，从而降低对拍摄对象的刺激。

基于与上述实施例提供的图像采集设备相同的思路，本申请实施例还提供了一种眼部图像采集设备，该眼部图像采集设备主要用于采集人或者动物等拍摄对象的眼部图像，可以应用在支付、身份验证等领域内。图4为本申请实施例提供的图像采集设备的结构示意图，针对图4所示的设备，这里重点介绍与上述实施例中的图像采集设备的不同之处，相同之处可以参考上述图像采集设备实施例中的描述，这里不再赘述。如图4所示，该设备包括：眼部图像采集装置310和补光装置320；

眼部图像采集装置310包括：第一偏振单元311和眼部摄像单元312；第一偏振单元311设置于眼部摄像单元312的入射光路上，用于将射向眼部摄像单元312的入射光进行透光处理，得到第一偏振光；

补光装置320包括：补光光源321和第二偏振单元322；第二偏振单元322设置于补光光源321的出射光路上，用于将补光光源321射出的补偿光进行透光处理，得到第二偏振光。

上述第一偏振单元311和第二偏振单元322均可以是偏振片、偏振膜、偏振透镜等。

在一种具体实施方式中，优选的，上述第一偏振单元311为偏振片，上述第二偏振单元322为偏振膜。

另外，由于在采集人的眼部图像时，补光光源照射在人的眼部区域，补光光源会对人的眼部区域产生刺激。由于绿色光线对人眼的刺激较小，即对人眼产生的伤害较小。因此，在本申请实施例中，当上述眼部摄像单元312是眼纹采集单元时；相应的，上述补光装置320用于射出绿色偏振光。

上述眼纹采集单元主要用于采集拍摄对象眼睛中的眼白部分的纹理，如血管纹理等。

在本申请实施例中，通过使用特定类型的第二偏振单元可以实现补光装置320射出的偏振光为绿色偏振光。

在某些应用场景下，例如身份验证等，可能需要采集拍摄对象的虹膜特征，在采用拍摄对象的虹膜特征时，一般需要使用红外光。现有技术中，一般采用红外灯或者红外摄像头等特殊硬件进行虹膜特征的采集，这样还得配备特殊的硬件，一方面可能比较麻烦，另外，可能会导致成本较高。因此，在本申请实施例中，当上述眼部摄像单元312是虹膜摄像单元时；相应的，补光装置320用于射出红外偏振光。

在本申请实施例中，可以通过使用特定类型的第二偏振单元可以实现补光装置320射出的偏振光为红外偏振光，避免了使用红外灯或者红外摄像头等特殊硬件，只需要选择合适的第二偏振单元即可。

在使用眼部图像采集设备采集拍摄对象的眼部图像时，需要对眼部摄像单元的拍摄焦点进行调节，以使得眼部摄像单元能够拍摄到清晰的眼部图像，为了避免通过人工方式调节眼部摄像单元的拍摄焦点，在本申请实施例中，上述眼部图像采集装置310还包括：眼部对焦单元；

上述眼部对焦单元，用于根据眼部摄像单元采集的拍摄对象图像，调节眼部摄像单元的拍摄焦点，将其拍摄焦点对焦于拍摄对象的眼部区域。

在一种具体实施方式中，可以通过如下过程调节眼部摄像单元的拍摄焦点：

通过眼部摄像单元采集拍摄对象的图像，并将采集的拍摄对象的图像划分为多个区域，分别确定每个区域的清晰度，将各个区域对应的清晰度进行比较，将清晰度最高的一个区域确定为当前眼部摄像单元的拍摄焦点。眼部对焦单元，根据清晰度最高的区域所对应的拍摄对象的位置与眼部区域之间的相对位置关系，将拍摄焦点朝向拍摄对象的眼部区域调节。

为了提高眼部摄像单元的拍摄焦点对焦的准确性，在本申请实施例中，在眼部对焦单元在调节眼部摄像单元的拍摄焦点的过程中，可以不断的采集当前摄像单元采集的拍摄对象的图像，不断调整眼部对焦单元对眼部摄像单元的拍摄焦点的调节方向。

另外，为了采集清晰的眼部图像，在本申请实施例中，上述眼部摄像单元312可以选用清晰度较高的摄像头、相机等。

本申请实施例提供的眼部图像采集设备，在眼部摄像单元的入射光路上设置第一偏振单元，将射入眼部摄像单元的入射光进行透光处理，得到第一偏振光，可以消除干扰光对拍摄产生的影响，提高拍摄效果；在补光光源的出射光路上设置第二偏振单元，将补光光源发射的补偿光进行透光处理，得到第二偏振光，从而降低补偿光对拍摄对象眼睛的刺激。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。