专利名称：用于生成立体视频的采集系统的制作方法
技术领域：
用于生成立体视频的采集系统
技术领域：
本实用新型涉及一种视频采集系统，具体是涉及一种用于生成立体视 频的采集系统。
背景技术：
人眼睛观察物体时，由于左右眼睛存在视距差，因此左眼和右眼看到 的是两幅类似但有差别的图像，左眼看到的是比实际的位置偏右的图像， 右眼看到的是比实际的位置偏左的图像，这两幅相似但有差别的图像在人 脑中，就可以产生立体效果。因此，只要产生两幅相似但有差别的图像， 再借助显示设备，就可以看到立体的效果。
立体视觉系统是模拟机器人的重要组成部分，是近年来的一个研究热 点。如何同步采集机器人"左右眼"的图像信息，是实现机器人拟人视觉
的前提条件。目前常用视频采集技术主要有以下3种基于VFW(Video for Windows)技术的视频采集，基于DirectShow技术的视频采集，基于视频采 集卡厂商提供SDK(Software Development Kit)的视频采集技术。
目前的视频采集卡是视频采集和压縮同步进行，也就是说视频流在进 入电脑的同时就被压縮成MPG格式文件，这个过程就要求电脑有高速的 CPU、足够大的内存、高速的硬盘、通畅的系统总线，这就对电脑配置有 较高的要求。而且视频采集卡在软件开发过程也以受视频采集卡厂商提供 的SDK的限制，硬件连接方面也受到采集卡所提供的数据通道的限制，使用 起来不够灵活方便。
利用DirectShow技术，可以通过2个通用串行总线(Universal Serial Bus, USB)接口数字摄像头进行视频采集，再利用Windows多线程编程同步读取 该采集数据，生成立体图像或者视频。该方法实现简单，无需另配视频采 集卡，通过普通的USB摄像头即可搭建多视频同步釆集系统。但是，摄像 头的空间位置调整困难，由于立体视频采集需要模拟人眼视场，对水平度等要求较高，因此采集动态立体视频效果较差。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种带有摄像头调整装置的立体视频采集系 统，通过该调整装置可以方便地设置摄像头的水平度、旋转角度、间距， 使该采集系统能够准确地模拟人眼视场。
本实用新型的另一 目的是提供一种简化立体图像或者视频的合成过 程，节约成本的用于生成立体视频的采集系统。
实现所述目的技术方案是 一种生成立体视频的采集系统包括两个同 样的摄像头，用来接收摄像头图像或者视频的处理器，该处理器还包括立 体图像或者视频合成器，该合成器将两摄像头同时获取的两幅图像合并成 一幅图像并通过立体显示器显示成立体图像，所述两摄像头安装在用来调 整摄像头之间距离d和各个摄像头的角度i的调整装置上。
本实用新型通过摄像头调整装置的调整使视频采集系统能更真实地模 拟人眼的视觉场景，再通过图像或视频合成器将同步采集到的图像或视频 信息，生成动态效果出色的立体图像或视频，可以方便地构建一个机器人 视觉研究的平台。
作为本实用新型的调整装置的第一种实施方式，所述处理器为计算机，
所述摄像头(A、 B)的角度(i)和摄像头(A、 B)之间距离(d)是根 据摄像头的聚焦目标距离(h)来确定并且通过调整装置加以调整。
作为本实用新型的调整装置的第二种实施方式，所述处理器包括一伺
服闭环系统，所述摄像头(A、 B)的角度(i)和摄像头(A、 B)之间距 离(d)是通过处理器的伺服闭环系统根据摄像头的聚焦目标距离(h)确 定的。
所述合成器将其获取的其中一摄像头采集的偶数列图像数据和取另一 摄像头采集的奇数列图像数据整合为一幅图像。
所述用于生成立体视频的采集系统还包括连接处理器的用来立体显示 图像或者视频的立体显示器。
作本实用新型的立体显示器的第一种实施方式，所述立体显示器包括 显示屏及贴敷在显示屏表面的用来立体成像的柱状光栅。作本实用新型的 立体显示器的第二种实施方式，所述立体显示器采用液晶光栅显示器。
具体到调整装置的第一种实施方式，所述调整装置包括第一摄像头支架和第二摄像头支架和摄像头第一旋转轴和第二旋转轴。
所述的第一摄像头支架和第二摄像头支架上还包括第一可调节刻度盘
和第二可调节刻度盘。
所述调整装置还包括一个距离可调的物体支架。 所述的物体支架上还包括一个上下高度可调的物体托盘。
所述的第一摄像头支架和第二摄像头支架之间的间距通过齿轮齿条的 配合调节。
本实用新型采用所述技术方案，其有益的技术效果在于l)本实用新 型的带有摄像头调整装置的立体视频的采集系统，通过改变摄像头之间距 离(d)和各个摄像头角度(i)的调整装置来方便地设置摄像头的水平度、 旋转角度、间距，使该采集系统能够准确地模拟人眼视场；2)本实用新型 的用于生成立体视频的采集系统的立体图像或者视频合成器，基于 Directshow技术开发不需要额外使用视频采集卡，合成器通过处理器直接 采集两摄像头的图像或者视频数据，简化立体图像或者视频的合成过程， 节约了成本。
下面通过实施例并结合附图，对本实用新型作进一步的详细说明 图1是本实用新型用于生成立体视频的采集系统的双摄像头立体摄像 装置示意图。
图2是本实用新型用于生成立体视频的采集系统的双摄像头的成像原 理图。
图3是本实用新型用于生成立体视频的采集系统的立体视频每一帧图 像的合成示意图。
具体实施方式
请参见图1及图3，本实用新型的用于生成立体视频的采集系统包括 两个同样的摄像头A和B以及用来接收摄像头图像或者视频的处理器(图
未示)。
所述处理器包括立体图像或者视频合成器。所述立体图像或者视频合 成器将两摄f像头A和B同时获取的两幅图像合并成一幅图像并通过立体显
示器显示(图未示)成立体图像。请一并参考图2，两摄像头A和B安装在用来调整摄像头之间距离d 和各个摄像头的角度i的调整装置上。
摄像头的角度i和摄像头之间距离d的关系请参见图2，摄像头的角 度i是根据摄像头的聚焦目标C距离h确定的，其中i-arctg(h/(d/2))。作为 本实用新型调整装置的第一种实施方式，聚焦目标C距离h可以通过物体 支架40的移动来改变。
作为本实用新型调整装置的第二种实施方式，所述处理器还包括一伺 服闭环系统(图未示)。所述摄像头的角度i和摄像头之间距离d通过伺服 闭环系统根据聚焦目标C距离h来确定。所述实施方式，根据机器人拟人 视觉的原理，模拟如何同步采集机器人"左右眼"的图像信息，生成立体 视频，较好地解决了机器人"双目"同步采集数据的问题，动态视频效果好。 实现简单，成本低，无需视频采集卡等设备，并具有良好的二次开发和升 级能力。
所述用于生成立体视频的采集系统还包括连接处理器的用来立体显示 图像或者视频的立体显示器，所述立体显示器采用液晶光栅显示器。
以下介绍本实用新型调整装置的第一种实施方式的具体结构。
所述调整装置包括第一摄像头支架10和第二摄像头支架12和摄像头 第一旋转轴22和第二旋转轴24。
所述的第一摄像头支架10和第二摄像头支架12上还包括第一可调节 刻度盘32和第二可调节刻度盘33。
所述调整装置还包括一个距离可调的物体支架40。
所述的物体支架(40)上还包括一个上下高度可调的物体托盘50。
所述的第一摄像头支架10和第二摄像头支架12之间的间距通过齿轮 齿条的配合调节。
调整第一摄像头支架10和第二摄像头支架12的间距d，使得第一摄 像头A和第二摄像头B的感光片之间距离设置在60-70mm之间，本实施 方式中，所述间距d调整可使用齿轮齿条结构来来实现。转动第一旋转轴 22和第二旋转轴24可带动第一摄像头支架10和第二摄像头支架12上的 摄像头A和B随之转动，分别改变摄像头A和B的聚焦角度i，同时也能 从第一可调节刻度盘32和第二可调节刻度盘33上读取摄像头A和B的聚焦角度i值。
使用时，设置好两摄像头聚焦角度i和高度，使得第一摄像头A和第
二摄像头B的轴心始终保持在同一水平线上，并分别对准被摄物体托盘50 上的物体。被摄物体放在高度可调的物体托盘50上，物体托盘安装在物体 支架40上。这样，两个摄像头A和B对于目标物体C拍摄出的图像就具 有一定的视差。
所述合成器将其获取的其中 一摄像头采集的偶数列图像数据和另 一摄 像头采集的奇数列图像数据整合为一幅图像。
为了立体显示所述合成器合成的图像或者视频，所述用于生成立体视 频的采集系统还包括连接处理器的用来立体显示图像或者视频的立体显示 器。作为本实用新型立体显示器的第一种实施方式，所述立体显示器包括 显示屏及贴敷在显示屏表面的用来立体成像的柱状光栅。
作为本实用新型立体显示器的第二种实施方式，所述立体显示器采用 液晶光栅显示器。
所述合成器可以在采集的同时，对两个摄像头采集的图片进行预览， 用户选择进行立体静态图片的合成。所述合成器的具体工作过程如下根 据目标C相对两个摄像头的垂直距离h，调节两个摄像头A和B的聚焦角 度i;处理器实时获取左右两个摄像头A和B瞬时采集的图片；合成器将 两幅图片合成立体图片，然后在立体显示器上显示并在处理器上保存。
具体来说，对于第一摄像头A采集到的图像数据，取其偶数列的图像 信息LO， L2， L4…对于第二摄像头B采集到的图像数据，取其奇数列的 图像信息L1， L3， L5...。合成器将从两幅图片采集的图像的数据按照LO， Ll， L2， L3。。。进行合并，生成新的图片。本实施方式中，所述图片文件 可是BMP格式的图片文件或者其它图片文档格式。
请参见图3，合成器将依据生成静态立体图片的方法，由合成器生成 动态立体视频。用户可选择将合成后生成的动态立体视频进行保存。
本实用新型的合成器的采集并生成立体视频的过程如下合成器根据 目标C相对两个摄像头A、 B的垂直距离h，调节两个摄像头A、 B的聚 焦角度i;合成器分别实时获取左右两个摄像头A、 B采集的视频帧(视频 流中的一幅图像)V1和Vr;所述合成器将2帧图像VI和Vr合成新的图像序列，在立体显示器上显示并在处理器上保存。具体来说，合成器对于第一摄像头A采集到的图像数据，取其偶数列图像信息L0， L2， L4......;对于第二摄像头B采集到的图像数据，取其奇数列图像信息L1， L3， L5......;合成器将所述2帧图像，图像的数据按照L0， Ll， L2， L3......进行合并，生成新的图像。本实施方式中，所述的视频文件是AVI格式的视频文件。本实用新型不但应用到机器人立体视觉研究领域，更可以应用到立体 广告，立体动画、现代医疗，工业加工等领域。在测量或探测领域，通过 获得立体图像，可以准确计算出所测物体的3D表面。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细 说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新 型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下， 还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1. 一种用于生成立体视频的采集系统，包括两个同样的摄像头、用来接收摄像头图像或者视频的处理器，所述处理器还包括立体图像或者视频合成器，所述合成器将两摄像头同时获取的两幅图像合并成一幅图像并通过立体显示器显示成立体图像，其特征在于所述两摄像头安装在用来调整摄像头(A、B)之间距离(d)和各个摄像头的角度(i)的调整装置上。
2、 根据权利要求1所述的用于生成立体视频的采集系统，其特征在于所述处理器采用计算机，所述摄像头(A、 B)的角度(i)和摄像头(A、 B)之间距离(d)是根据摄像头的聚焦目标距离(h)来确定，并通过调整装置加以调整。
3、 根据权利要求1所述的用于生成立体视频的采集系统，其特征在于-所述处理器包括一伺服闭环系统，所述摄像头(A、 B)的角度(i)和摄像 头(A、 B)之间距离(d)是通过处理器的伺服闭环系统根据摄像头的聚焦 目标距离(h)确定的。
4、 根据权利要求1所述的用于生成立体视频的采集系统，其特征在于 所述用于生成立体视频的采集系统还包括连接处理器的用来立体显示图像 或者视频的立体显示器，所述立体显示器包括显示屏及贴敷在显示屏表面 的用来立体成像的柱状光栅。
5、 根据权利要求1所述的用于生成立体视频的采集系统，其特征在于所述用于生成立体视频的采集系统还包括连接处理器的用来立体显示图像 或者视频的立体显示器，所述立体显示器采用液晶光栅显示器。
6、 根据权利要求1-5任意一项所述的用于生成立体视频的采集系统，其 特征在于所述调整装置包括摄像头支架(10、 12)和摄像头旋转轴(22、 24)，所述摄像头支架(10、 12)上设置可调整的角度刻度盘(32、 33)。
7、 根据权利要求6所述的用于生成立体视频的采集系统，其特征在于所 述调整装置还包括一个距离可调的物体支架(40)。
8、 根据权利要求7所述的用于生成立体视频的采集系统，其特征在于所 述的物体支架(40)上还包括一个上下高度可调的物体托盘(50)。
9、 根据权利要求8所述的用于生成立体视频的采集系统，其特征在于所 述的两摄像头支架(10、 12)之间的间距通过齿轮齿条的配合调节。
专利摘要本实用新型涉及一种用于生成立体视频的采集系统，包括两个同样的摄像头、用来接收摄像头图像或者视频的处理器，处理器还包括立体图像或视频合成器，合成器将两摄像头同时获取的两幅图像合并成一幅图像并通过立体显示器显示成立体图像，两摄像头安装在用来调整摄像头之间距离和各个摄像头的角度的调整装置上。本实用新型可以方便地设置摄像头的水平度、角度、间距，从而使该采集系统能够准确地模拟人眼视场，生成动态效果好的立体图像或视频。
文档编号H04N15/00GK201114560SQ200720119838
公开日2008年9月10日 申请日期2007年4月27日 优先权日2007年4月27日
发明者段革新, 艳 王, 黄镇生 申请人:比亚迪股份有限公司