[发明专利]摄像机成像系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及摄像机成像。

附图说明

图1是根据本发明的一个或多个实施例的双视频成像系统的示意图；

图2是根据本发明的一个或多个实施例的连续图像帧的示意图；

图3是根据本发明的一个或多个实施例的双摄像机系统的示意图；

图4是根据本发明的一个或多个实施例的双传感器单透镜系统的示意图；以及

图5是根据本发明的一个或多个实施例的旋转半镜系统的示意图。

发明内容

根据本发明的一个或多个实施例，一种视频成像系统包括可操作地连接至数字处理系统的低分辨率彩色数字视频摄像机和高分辨率单色数字视频摄像机。该系统可以进一步包括用于检测在摄像机的视场内的运动物体的物体运动模块、以及用于确定物体在摄像机的重叠视场中的位置的物体位置模块。

根据本发明的一个或多个实施例，一种方法包括：提供来自低分辨率彩色数字视频摄像机的图像帧以及来自高分辨率单色数字视频摄像机的相应图像帧，以及将这两个图像帧融合以获得具有比来自低分辨率彩色数字视频摄像机的图像帧更高分辨率的彩色图像。该方法可以进一步包括提供三维坐标系，以便确定运动物体在摄像机的重叠视场中的位置，由此根据运动物体在图像中的位置来确定运动物体的二维位置，而由待融合的两个图像帧之间的视差来导出从摄像机到物体的距离，该距离与图像平面的垂直轴线同向。

根据本发明的一个或多个实施例，一种摄像机成像系统包括低分辨率彩色数字传感器芯片、高分辨率单色数字传感器芯片、分束器、和透镜，其中透镜收集入射光传至分束器，分束器将入射光分离传到两个传感器芯片。该系统还包括数字处理系统，数字处理系统将来自彩色传感器的低分辨率彩色图像与来自单色传感器的高分辨率单色图像融合，以产生高分辨率彩色图像。

具体实施方式

参照图1，根据本发明的实施例的用于双视频成像系统的整个系统配置包括具有透镜20的彩色数字视频摄像机2以及具有透镜22的单色数字视频摄像机4。摄像机2和4每个均产生场景6的数字信号，所产生的场景6的数字信号接着被传输至数字处理系统(“DPS”)12。

摄像机2和4采用电荷耦合器件(“CCD”)传感器或者互补金属氧化物半导体(“CMOS”)传感器。摄像机2是低分辨率彩色(“LC”)视频摄像机，而摄像机4是高分辨率单色(“HM”)视频摄像机。摄像机2和4能够提供流式视频信号，作为保安、监控或监测系统的一部分。然而，应当理解，用于摄像机2和4的应用不限于这种系统。

摄像机2具有由光线8限定的视场，而摄像机4具有由光线10限定的视场。彩色摄像机2和单色摄像机4产生独立的流式视频信号，所产生的独立的流式视频信号接着被提供给DPS 12。摄像机2和4是相邻的并且能够被共同容纳在单个摄像机外壳(未示出)中。

通过处理器12中的图像融合模块(“FM”)26将来自摄像机2的低分辨率彩色流式视频信号与来自摄像机4的相应的高分辨率单色流式视频信号进行融合，以产生经过融合的高分辨率彩色流式视频信号(“HC”)28。通过融合彩色视频信号与单色视频信号，双摄像机系统的灵敏度得到改进，因此归因于包括了来自单色摄像机的高分辨率信号以及来自彩色视频信号的彩色信号，该双摄像机系统能够在弱光照条件下获得高分辨率彩色视频信号。

彩色视频信号和单色视频信号是由单个图像帧组成的。将来自摄像机2和4相应的视频图像帧成对地分离出来，然后再将其一一融合起来。各种融合方法可以使用来融合帧对。例如，用于将低分辨率多光谱卫星图像与高分辨率全色卫星图像融合的图像融合方法在遥感领域内是已知的，并且可以适于将来自摄像机2和4的视频图像帧进行融合。一种此类融合方法在美国专利No.7,340,099(Zhang)中公开，该专利通过全文引用的方式结合到本文中。用于卫星影像的其他图像融合方法包括基于算术的方法、基于统计的方法、基于比率的方法以及基于小波的方法。通过用根据本发明的彩色视频图像帧和单色视频图像帧对来分别替代多光谱图像和全色图像，现有技术的图像融合方法可适于将由摄像机2所捕获的视频图像帧与由摄像机4所捕获的视频图像帧进行融合。