专利名称：一种多摄像头实现宽动态范围图像采集的简易方法
技术领域：
本发明涉及一种多摄像头实现宽动态范围图像采集的简易方法。
背景技术：
近年来，随着计算机多媒体技术的发展，一些相关电子产品应运而生，例如现在常用的摄像头。通过摄像头与计算机相联，可以方便地进行网络可视电话、视频交流、图像采集。
在进行图像采集过程中，由于摄像装置感光器件的感光强度范围有限，若被摄图像同时包含明亮区域和较暗区域，传统的背景光补偿技术只能使镜头的光圈对被摄物阴暗的部分进行调整，而被摄区明亮部分由于光圈增大导致曝光过度，图像发白，失去细节，从而导致拍摄效果不理想；反之，较暗区域就会被摄成全黑。因此背景光照的强弱对被摄对象的干扰成为迫切需要解决的难题。对习用的摄像头，光圈可调范围非常有限，以致在图像采集时对背景光照的要求相当苛刻，而现有动态范围比较宽的摄像头，由于技术难度及工艺要求的提高，造价较高。如何能用成本较低且简便易行的方法实现变光照度宽动态范围的图像采集，引起人们的广泛思考。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种多摄像头实现宽动态范围图像采集的简易方法，目的在于利用多个摄像头与若干滤光装置的组合，取代一个宽动态范围摄像头进行图像采集，在满足采集要求的同时，成本较之降低很多，其特征在于利用多个摄像头与若干滤光片的合理组合，对同一取景对象同时进行拍摄，将采集到的图像经过计算机处理，实现宽动态范围图像采集。本发明中滤光装置选择使用滤光片。
其中所述的多个摄像头与若干滤光片的合理组合，是指摄像头与滤光片的类型及数量可选，具体实施时视实际情况而定。
其中所述的多个摄像头与若干滤光片的合理组合，是指附加的滤光片可与摄像头装置整合为一体，也可以独立放置，具体实施时视实际情况而定。
其中所述的将采集到的图像经过计算机处理，是指将采集到的图像按光照度段顺次进行拼接，可选择通过硬件实现拼接，也可利用软件实现拼接。
该方法简单易行，成本较低，其优点主要体现在以下几个方面
1.无须对原有装置进行大规模改造，只需根据拍摄需要，用多个摄像头和若干块滤光片的组合与计算机并联即可；2.本方法如无特殊要求，使用习用的摄像头及滤光片即可达到宽动态范围采集目的，同时极大地降低了成本；3.将多个摄像头与滤光片合理组合，可以实现最大限度地拓宽光照度的动态范围拍摄，从而大大降低了对所拍景物的光照限制。从理论上讲，可以实现无限宽动态范围的图像采集。
4.摄像头和滤光片的类型及数量不限，具体实施时根据需要进行选择。
本方法利用多个普通摄像头与滤光片的组合，取代一个造价高的摄像头进行变光照度宽动态范围的图像采集，适用于不同光照度要求的任何图像采集系统，花费较少且简单易行。
图1是三摄像头进行图像采集的装置示意图。
图2是三摄像头实现图像动态范围拓宽的示意图。
具体实施例方式
本发明是一种多摄像头实现变光照度宽动态范围图像采集的简易方法。
图1所示为三摄像头实现变光照度宽动态范围图像采集装置示意图。三个摄像头装置通过一个Hub集线器12与计算机11并行相联，在摄像头13、摄像头14前分别放置滤光片16、滤光片17，摄像头14前不予放置滤光片，三个摄像头同时对同一景物进行拍摄。
参阅图2，所拍景物经由滤光片和摄像头采集到计算机中，对应摄像头13、摄像头14、摄像头15所采图像分别为图像23、图像24、图像25。假设摄像装置的动态范围为光强20(20表示20个光强单位，以下同)至10，而所拍图像的动态范围为80到10，摄像头13前的滤光片16能使进入13的光强衰减为原光强的1/4，摄像头14前的滤光片17能使进入14的光强衰减为原光强的1/2，这样摄像头13得到光强范围为80-40的图像，光强范围小于40的地方，图像为黑色、摄像头14得到光强范围为40-20的图像，光强范围小于20的地方，图像为黑色，光强超过40的地方，图像为白色，而摄像头15得到光强范围为20-10的图像，光强超过20的地方，图像为白色。去掉各摄像装置中超出其动态范围的图像点，经过软硬件将图像点顺次拼接，得到图像21，其光照度强度范围为80-10，从而实现了利用多摄像头取代单一摄像头进行变光照度下宽动态范围的图像采集，大大降低了对拍摄对象的光照度限制，理论上可以实现无限宽动态范围的采集。实际操作时，可以根据需要选择摄像头和滤光片的类型及数量。上面所述只是一种特例，实际应用中各摄像头的动态范围之间还可以互相覆盖，通过软硬件的计算，取得最后宽动态范围的图像。
权利要求
1.一种摄像装置，其特征在于，包括至少两个摄像头。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，还包括至少一个滤光装置，使得上述的摄像头能够采集到不同动态范围的图像。
3.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，所述滤光装置与摄像头装置整合为一体或独立放置。
4.一种获得同一目标不同动态范围内的图像的方法，其特征在于，迅速的切换滤光装置，使得采集到的图像具有不同的动态范围。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于切换滤光装置或其等效装置的时间间隔小于1秒。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于切换滤光装置或其等效装置的时间间隔小于0.1秒。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于切换滤光装置或其等效装置的时间间隔小于0.01秒。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于切换滤光装置或其等效装置的时间间隔小于0.001秒。
9.一种图像处理方法，其特征在于，将不同动态范围内取得的同一目标的图像拼接，得到动态范围更大的图像。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述图像拼接是通过硬件实现的。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述图像拼接是通过软件实现的。
12.一种图像处理装置，其特征在于，将不同动态范围内取得的同一目标的图像拼接，得到动态范围更宽的图像。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述图像拼接是通过硬件实现的。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述图像拼接是通过软件实现的。
15.一种获取宽动态范围的摄像系统，其特征在于，包括能够采集不同动态范围图像的装置和能对不同动态范围图像进行拼接以获取更宽动态范围图像的装置
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述图像拼接是通过硬件实现的。
17.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述图像拼接是通过软件实现的。
全文摘要
针对普通摄像头无法实现宽动态范围下的图像采集，而现有的宽动态范围的摄像头造价又往往很高的问题，提出一种利用多摄像头实现宽动态范围图像采集的简易方法，取代单个宽动态范围摄像头进行图像采集，在满足采集要求的同时，成本低廉，简单易行。本发明的特征在于，根据所拍摄对象光照度的情况，以及对取景效果的要求，利用多个摄像头与若干滤光装置的合理组合，对同一取景对象同时进行拍摄，将拍得的图像经过计算机拼接处理，实现宽动态范围图像采集。采用本方法，理论上可以达到无限宽动态范围的图像采集，具体实施时还可灵活选择摄像头和滤光片的类型与数量，满足不同的采集要求。
文档编号G06T5/00GK1805551SQ200510001909
公开日2006年7月19日 申请日期2005年1月11日 优先权日2005年1月11日
发明者王守觉 申请人:吴水超, 王守觉