一种图像信息采集装置、图像采集方法及其用图
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像信息采集技术，特别涉及一种图像信息采集装置、图像采集方法及其用途。
[0002]
【背景技术】
[0003]随着网络技术的日益发展，视频通讯的应用日益成为人们生活的必要通讯手段，在人们对视频通讯习以为常后，更高级的用户体验，例如3D视频通讯、智能人脸识别、智能虹膜识别、智能指静脉识别、智能掌静脉识别、智能耳朵识别、影像预处理、3D视频、3D建模等多种功能，开始被更多的用户追求，但由于目前用于视频通讯的摄像头都是单镜头的可见光摄像头，成像是平面的，功能单一，使用效果不够理想，无法达到用户的需求，而红外摄像头大多为单一摄像头且应用在专业领域，如安防、军工及检测识别等。因此，迫切需要一种多功能的视频通讯摄像头，提高人们日常视频通讯的用户体验。
[0004]
【发明内容】
[0005]本发明任务之一提供一种图像信息采集装置，具备多种功能的拍摄模式。
[0006]本任务通过下述技术方案来实现:
一种图像信息采集装置，其特征在于:所述图像采集装置上设置有用于和外部装置通信的传输模块、控制器和摄像头，摄像头包括滤光器和图像传感器，外部装置通过传输模块传输指令给控制器控制滤光器接收不同波长的光线，图像传感器将图像转换为数字信号，控制器接收到该信号后对其进行处理，然后通过传输模块进行传输。
[0007]进一步的改进方案包括:
所述摄像头的数量为一个，且该摄像头包括滤光片切换器和/或对焦模块和/或补光模块；或所述摄像头的数量为两个，且该两个摄像头中的一个或两个包括滤光片切换器和/或对焦模块和/或补光模块，该两个摄像头的图像采集面在同一平面上。
[0008]所述控制器包括有:
模式管理模块，用于控制所述对焦模块、所述补光模块及所述滤光片切换器切换不同滤光片形成不同的拍摄模式；
图像处理模块，能够接收拍摄的图像数据，再将接收的图像数据按照不同拍摄模式进行相应的数据处理、加密及准备处理操作后把处理后的图像信息发送到所述传输模块进行传输，和/或将接收的图像发送到显示屏进行预览。
[0009]所述滤光器的滤光片为红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片中的任一个；所述滤光片切换器内置连接的滤光片为红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片中的至少一个。
[0010]所述控制器还包括用于控制对焦器件调节成像清晰度的所述对焦模块，对焦器件采为定焦距器件、可控对焦器件或自适应对焦器件。
[0011]所述控制器还包括用于调控补光灯的所述补光模块，补光灯分别为可见光补光灯、红外补光灯和近红外补光灯中的至少一个。
[0012]所述模式管理模块设有开发者控制拍摄模块，开发者在所述外部装置上通过所述传输模块访问开发者控制拍摄模块，查询所述摄像头的对焦模块、补光模块和滤光片切换器一种以上的工作状态，并且/或者，控制所述摄像头的对焦模块、补光模块和滤光片切换器一种以上的工作状态。
[0013]所述近红外窄带滤光片使用的近红外线的波长为700?2526nm。
[0014]所述外部装置为计算机PC、笔记本电脑、平板电脑、手机、pad、警务通或智能电视。
[0015]所述控制器还包括加密模块或不包括加密模块。
[0016]所述图像传感器为电荷耦合器件CXD或互补金属氧化物半导体C0MS。
[0017]所述控制器为数字信号处理器DSP、微控制单元MCU、嵌入式计算机处理器ARM、现场可编程门阵列FPGA、中央处理器CPU、单片机、片上系统SoC或其它等同专用芯片。
[0018]所述传输模块为包含W1-Fi模块、蓝牙模块、近距离无线通讯模块NFC、网络通讯模块、USB通讯模块、IEEE1394通讯模块、无线千兆比特通讯模块WiGig、LED无线光通信Lifi通讯模块中任一种或多种模块。
[0019]
本发明的任务之二提供一种利用所述的图像信息采集装置进行生物图像信息采集的方法，可识别拍摄物体是否为生物活体，该图像信息采集装置的所述摄像头数量为两个，且该两个摄像头中的一个或两个包括滤光片切换器和/或对焦模块，该两个摄像头的图像采集面在同一平面上，所述滤光器的滤光片为红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片中的任一个；所述滤光片切换器内置连接的滤光片为红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片中的至少一个。
[0020]本任务通过下述技术方案来实现:
(al)启动两个所述摄像头，两个摄像头同步输出图像数据；
(a2)设置至少一个摄像头为近红外拍摄模式；
(a3)抓取图像数据并通过传输模块传输至显示屏给用户预览；
(a4)判断近红外图像是否存在活体，如果是进行步骤(a5)，
否则进行步骤(a3);
(a5)判断近红外图像是否符合生物图像识别拍摄需求，如果是进行步骤(a6)，否则进行步骤(a3);
(a6)控制器把拍摄好的图像数据通过传输模块发送至外部装置。
[0021]进一步的改进方案如下:
所述步骤(a2)设置第一摄像头为近红外拍摄模式，设置第二摄像头为可见光拍摄模式；或者，所述步骤(a2)设置第一摄像头为近红外拍摄模式，设置第二摄像头为红外拍摄模式；或者，所述步骤(a2)设置第一摄像头为近红外拍摄模式，设置第二摄像头为与第一摄像头不同波段的近红外拍摄模式，所述第二摄像头的近红外波长为700~2526nm ;或者，所述步骤(a2)设置第一摄像头为近红外拍摄模式，设置第二摄像头为非工作状态。
[0022]所述图像信息采集装置还包括加密模块，步骤(a6)还包括如下步骤: 判断所述控制器的模式指令中是否包含加密请求，如果包含，则控制器把拍摄好的图像数据传送到所述加密模块进行加密，加密后的图像数据通过所述传输模块被发送至所述外部装置；否则，控制器把未加密的图像数据通过传输模块发送至外部装置。
[0023]所述步骤(a2)中所述摄像头在近红外拍摄模式下，使用的近红外线的波长为700 ?2526nm0
[0024]所述近红外线的波长为700?llOOnm，用于活体人脸识别图像采集，或者/和用于活体虹膜识别图像采集，或者/和用于活体指静脉识别图像采集，或者/和用于活体掌静脉识别图像采集，或者/和用于活体耳朵识别图像采集。
[0025]
本发明的任务之三提供一种利用所述的图像信息采集装置进行生物图像信息采集的方法，可识别拍摄物体是否为生物活体，所述图像信息采集装置仅有一个摄像头工作，该摄像头包括滤光片切换器，滤光片切换器内置连接有近红外窄带滤光片，还连接有红外截止滤光片或/和全光谱光学透镜。
[0026]本任务通过下述技术方案来实现:
(bl)启动摄像头工作，控制器切换该摄像头至可见光拍摄模式或夜视拍摄模式；
(b2)抓取可见光图像或红外光图像数据，并将抓去的图像数据通过传输模块传输至显示屏给用户预览；
(b3)判断可见光图像或红外光图像是否存在人脸，如果是，保持可见光人脸图像或红外光人脸图像运行步骤(b4)，否则运行步骤(b2);
(b4)判断红外光人脸图像或可见光人脸图像是否符合生物图像识别拍摄要求，如果是运行步骤(b2)，否则进行步骤(b5);
(b5)控制器控制滤光片切换器切换近红外窄带滤光片工作，使得摄像头处于近红外拍摄丰吴式；
(b6)抓取近红外图像数据，并传输至显示屏给用户预览；
(b7)判断近红外光图像是否存在活体人脸，如果是，保持近红外人脸图像运行步骤(b8)，否则运行步骤(bl);
(b8)判断近红外人脸图像是否符合生物图像识别拍摄要求，如果是运行步骤(b9)，否则进行步骤(bl);
(b9)控制器利用人脸识别算法判断:步骤(b3)的可见光人脸图像与步骤(b7)的近红外人脸图像的相似度，或者，步骤(b3)的红外光人脸图像与步骤(b7)的近红外人脸图像的相似度，
如果该相似度超过设定阈值，则认为是同一个人，运行步骤(blO)，否则认为不是同一个人，运行步骤(bl)；
(blO)控制器把拍摄好的可见光人脸图像数据和/或近红外人脸图像数据通过传输模块发送至外部装置，或者，控制器把拍摄好的红外光人脸图像数据和/或近红外人脸图像数据通过传输模块发送至外部装置。
[0027]进一步的改进方案如下:
所述阈值为不小于0.8不大于I的值。
[0028]所述图像信息采集装置还包括加密模块，步骤(blO)还包括如下步骤: 判断所述控制器的模式指令中是否包含加密请求，如果包含，则控制器把拍摄好的图像数据传送到所述加密模块进行加密，加密后的图像数据通过所述传输模块被发送至所述外部装置；否则，控制器把未加密的图像数据通过传输模块发送至外部装置。
[0029]所述步骤(b5)中所述摄像头在近红外拍摄模式下，使用的近红外线的波长为700 ?2526nm0
[0030]所述近红外线的波长为700?llOOnm，用于活体人脸识别图像采集，或者/和用于活体虹膜识别图像采集，或者/和用于活体指静脉识别图像采集，或者/和用于活体掌静脉识别图像采集，或者/和用于活体耳朵识别图像采集。
[0031]
本发明的任务之四是提供一种利用所述的图像信息采集装置进行3D影像拍摄的方法，实现为3D视频和3D建模提供图像数据采集准备，该两个摄像头的图像采集面在同一平面上，且该两个摄像头中的一个或两个包括滤光片切换器和/或对焦模块，所述滤光器的滤光片为红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片中的任一个；所述滤光片切换器内置连接的滤光片为红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片中的至少一个。
[0032]本任务通过下述技术方案来实现:
(Cl)启动两个所述摄像头，两个摄像头同步输出图像数据；
(c2)设置第一摄像头至可见光拍摄模式，并抓取第一可见光图像数据，同时设置第二摄像头至可见光拍摄模式，并抓取第二可见光图像数据；
(c3)控制器把拍摄好的第一可见光图像数据和第二可见光图像数据通过传输模块发送至外部装置。
[0033]进一步的改进方案如下:
所述图像信息采集装置还包括加密模块，步骤(c3)还包括如下步骤:
判断所述控制器的模式指令中是否包含加密请求，如果包含，则控制器把拍摄好的第一可见光图像数据和第二可见光图像数据传送到加密模块进行加密，加密后的第一可见光图像数据和第二可见光图像数据通过传输模块被发送至外部装置；否则，控制器把未加密的第一可见光图像数据和第二可见光图像数据通过传输模块发送至外部装置。
[0034]
本发明的任务之五是提供一种利用所述的图像信息采集装置进行全焦点距离影像拍摄方法，解决了清晰拍摄近距离物体的时候也能清晰拍摄远距离物体的问题。
[0035]本任务通过下述技术方案来实现:
一种利用所述的图像信息采集装置进行全焦点距离影像拍摄方法，该图像信息采集装置的所述摄像头数量为两个，该两个摄像头的图像采集面在同一平面上，且该两个摄像头中的一个或两个包括对焦模块，其特征在于包括如下步骤:
利用所述两个摄像头，其中一个为近焦点距离，另一个为远焦点距离，进行拍摄图像，拍摄的图像数据通过传输模块传输到外部装置，外部装置通过第三方软件把近焦点距离摄像头拍摄的图像和远焦点距离摄像头拍摄的图像，融合成一幅全景图像；或者，将近焦点距离摄像头拍摄的图像和远焦点距离摄像头拍摄的图像经过所述控制器处理，融合成一幅全景图像，再通过传输模块传输到外部装置。
[0036]
本发明的任务之六是提供所述的图像信息采集装置的用途，该装置的用途广泛，满足不同用户的使用需求；该图像信息采集装置的所述摄像头数量为一个，且该摄像头包括滤光片切换器、和/或对焦模块、和/或补光模块；或所述摄像头的数量为两个，且该两个摄像头中的一个或两个包括滤光片切换器、和/或对焦模块、和/或补光模块，该两个摄像头的图像采集面在同一平面上；所述滤光器的滤光片为红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片中的任一个，所述滤光片切换器内置连接的滤光片为红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片中的至少一个。
[0037]所述图像信息采集装置用于2D视频通讯、3D视频通讯、智能人脸识别、智能虹膜识别、智能指静脉识别、智能掌静脉识别、智能耳朵识别、全焦点距离影像、2D影像、3D影像、3D建模和/或开发者模式的图像数据采集。
[0038]
本发明的优点:
(I)本发明图像信息采集装置，通过切换摄像头中红外截止滤光片、全光谱光学透镜以及近红外窄带滤光片，形成不同的组合，达到具备多种拍摄功能，提高用户体验。
[0039](2)本发明生物图像信息采集的方法，采用所述图像信息采集装置，两个摄像头至少一个为近红外拍摄模式，能够识别拍摄物是否为生物活体，对生物活体拍摄图像，或对拍摄后的生物图像数据进行加密传输；两个摄像头同步传输图像，可通过红外拍摄模式下的人脸图像来验证可见光模式下的人脸图像是否为非法用户，提高用户身份认证的安全性。
[0040](3)本发明生物图像信息采集的方法，采用所述图像信息采集装置，摄像头数量为一个，其内滤光片切换器连接有近红外窄带滤光片，还连接有红外截止滤光片或全光谱光学透镜，可以在可见光情况下和低照度情况下，识别生物活体，进一步可以通过将滤光片切换器切换近红外窄带滤光片与其它滤光片前后抓取的图像进行相似性判断，验证是否为同一个人，提高用户身份认证的安全性。
[0041](4)本发明3D影像拍摄的方法，采用所述图像信息采集装置，两摄像头都为可见光拍摄模式，两摄像头的图像采集面在同一平面上，实现为3D视频和3D建模提供图像数据采集准备，或对图像数据进行加密传输。
[0042](5)本发明全焦点距离影像拍摄方法，采用所述图像信息采集装置，两摄像头都为可见光拍摄模式，且该两个摄像头的图像采集面在同一平面上，使得一个为近焦点距离，另一个为远焦点距离，将拍得的图形进行融合，解决了清晰拍摄近距离物体的时候也能清晰拍摄远距离物体的问题。
[0043](6)图像信息采集装置的用途广泛，主要应用于2D视频通讯、3D视频通讯、智能人脸识别、智能虹膜识别、智能指静脉识别、智能掌静脉识别、智能耳朵识别、全焦点距离影像、2D影像、3D影像、3D建模、开发者模式等多种功能，满足不同用户的使用需求。
[0044]
【附图说明】
[0045]图1为本发明的硬件结构示意图之一；