照相机和使用照相机的方法 【技术领域】
本发明涉及用于产生IR图像和可见光图像以及包括混合的IR数据和可见光数据的图像的照相机,并且涉及使用这种照相机的方法。
背景技术
近年来,已经提出了通常称为图像融合的用于以各种方式结合IR图像和可见光图像的方法和照相机。典型地,照相机具有用于捕获IR图像数据的成像部件、用于捕获可见光图像数据的另一个成像部件以及用于以可将所述图像数据显示在同一图像中的方式处理所述图像数据的装置。例如在识别热物体或冷物体的位置时这种功能可能是有帮助的。
典型地,可见光图像的视场大于IR图像的视场。在任何情况下,由于捕获这两种图像的光学系统不位于完全相同的位置处,所以视场不同。这是被称为视差的公知光学现象。因此,在显示融合图像或混合图像之前,必须对准这两种图像。
EP专利1299699公开了一种在同一图像中显示可见光图像数据和IR图像数据的方法以及包括用于IR辐射和可见光二者的成像装置的照相机。例如可以根据各像素的温度以多种不同的方式结合所述数据。
该专利还提到需要校正由彼此相距一定距离放置的分别用于IR和可见光的图像捕获装置引起的视差。提出了两种主要的视差校正方法:通过光学装置(例如镜)或者通过电子装置。但没有详细讨论如何通过电子装置校正视差。
国际专利申请WO2006/060746公开了基于与物体相距的距离的视差校正。而与物体相距的距离又由聚焦距离(focusing distance)确定。在WO2006/060746中提出的方法是使用安装在IR镜头上的磁体和安装在光学器件壳体中的霍尔传感器,反之亦然,从而霍尔传感器将测量与磁体相距的距离并由此测量聚焦距离。通过转动聚焦环(focus ring)以本身已知的方式手动进行照相机的实际聚焦。作为选择,还提出了通过相对于一个图像手动移位另一个图像直到它们正确交叠来对准图像。
在WO2006/060746中提出了结合IR图像数据和可见光图像数据的多种方式。例如,可以以灰度级(grey scale)示出可见光图像并将IR图像以彩色叠加在该图像上。作为选择,可以显示可见光图像,但是对于温度值超过一定阈值的像素,可以用IR图像像素代替可见光像素。
本发明的目的是改进所结合的IR和可见光图像的显示。
【发明内容】
根据本发明通过一种在同一图像中融合与相同视场相对应的IR图像数据和可见光图像数据的方法来实现该目的,所述方法包括:在图像的至少第一部分中显示IR图像数据并且在图像的至少第二部分中显示可见光图像数据,所述方法的特征在于包括根据与和图像的第一部分相关的温度范围相适应的配色方案来显示IR图像数据的步骤。
该目的也通过下述照相机实现,所述照相机包括:第一成像部件,用于捕获第一视场的IR图像数据;第二成像部件,用于捕获至少部分地与第一视场交叠的第二视场的可见光数据;用于根据第一成像部件或第二成像部件的聚焦距离而相对于彼此调节第一视场和第二视场的处理装置;以及用于选择在其中要显示IR图像数据的图像的至少第一部分以及在其中要显示可见光图像数据的图像的至少第二部分的处理装置,所述照相机的特征在于所述处理装置被配置为应用与和图像的至少第一部分相关的温度范围相适应的IR数据的配色方案。
由此,根据本发明通过将配色方案中的可利用的整个颜色范围应用到所选的温度范围,增加了相关温度范围中的分辨率。在使用常规的配色方案的情况下彼此非常接近以至于具有本质上相同颜色的温度,通过根据本发明的方法,可具有能够易于区分的不同的颜色。
例如,在一个蓝色表示低温到红色表示高温的配色方案中,在该范围中部的所有温度可以表示为具有不同细微差别的黄色。在该范围较高部分的所有温度将是不同细微差别的红色,在该范围较低部分的温度将是不同细微差别的蓝色。因此,彼此接近的温度通常很难被相互区分。根据本发明,整个颜色范围可被应用于温度区间的一部分。通过这种方式,在常规的配色方案中以相似的细微差别表示的温度范围将通过较宽的颜色范围(例如,从蓝色到红色的范围)表示。对于具有在此区间之外的温度的图像部分将显示可见光图像数据。
优选地,照相机进一步包括用户输入装置,其用于接收关于图像的至少第一部分的信息,以能够选择包括被摄体、或者被摄体的一部分、或者感兴趣区的图像的至少第一部分。可选地,或者附加地,照相机可以进一步包括用户输入装置,其用于选择相关的温度范围。这使得能够选择图像的至少第一部分作为具有所选温度范围之内的温度的所述图像的至少第一部分。
【附图说明】
下面将通过示例并参考附图更加详细地讨论本发明,在附图中:
图1图示了可以根据本发明使用的照相机;
图2图示了根据本发明的实施例改变温度范围的示例。
【具体实施方式】
图1示意性地示出照相机1,其具有用于捕获IR图像的第一成像部件3和用于捕获可见光图像的第二成像部件5。第一成像部件3包括IR光学器件7,所述IR光学器件7以本身已知的方式将进入的IR辐射聚焦在IR感测元件的阵列9上。优选地,该IR光学器件部件包括一个或多个IR镜头10,其中一个可以由电机11驱动以进行自动和/或手动聚焦。第二成像部件包括可见光光学器件13,所述可见光光学器件13用于以本身已知的方式将进入的可见光聚焦在可见光感测元件的阵列15上。由阵列9记录的数据被传送到处理单元17,处理单元17处理该数据以产生适当的图像,该图像可以是可见光图像、IR图像或者IR图像和可见光图像的混合或融合图像。优选地,该照相机还包括至少一个用于显示图像的显示装置19和用于存储所记录的图像数据和/或处理后的图像的至少一个存储器单元21。
优选地,该照相机还提供有本身已知的激光指示器23,其可被用于指出图像中的被摄体。
根据本发明,提出了一种当在图像的一部分中显示可见光图像数据并且在另一部分中显示IR数据时的新的融合IR和可见光数据的方法。当选择用于显示IR数据的图像的区域时,IR图像的温度范围被限制在与该区域相关的温度范围内。可以选择这个温度范围。可选择地,可以直接选择感兴趣的温度范围。于是,IR图像的配色方案可以适应于所选择的温度范围,从而提高IR图像的分辨率。
因此,根据本发明,可以选择图像区域或者温度范围。所选区域中的像素,或者具有在温度范围内的温度的像素将被显示为IR数据。剩下的像素将被显示为可见光图像数据。例如,如果整个图像的温度在从15摄氏度到30摄氏度的范围内,在现有技术中,配色方案将会与这个温度范围相适应,即使被显示的IR数据仅在这个温度范围的一部分中(例如25‑30摄氏度)也是如此。因此,25‑30的感兴趣的温度范围将只使用配色方案的较高部分,使得很难去区分该区域中的颜色。
根据本发明,在此情况下配色方案将会适应性地显示25度作为最冷的温度,并且显示30度作为最热的温度。这样,将提高分辨率,使得区分感兴趣温度范围内的温度更加容易。
由此,根据本发明,IR数据的配色方案适应于被选择作为IR图像数据显示的图像部分的温度范围。
可以将所选择的要显示IR数据的温度范围选择为绝对的范围,例如从20度到30度。其也可以是图像的总的温度范围的任一端处的多个温度,例如低于总的温度范围的最大温度的多个温度,或者高于总的温度范围的最小温度的多个温度。其也可以被选择为一个相对的范围,例如温度范围的某个部分(如总的温度范围的上部或下部的10%或50%)。例如,如果总的温度范围是0‑100摄氏度,上部的10%就意味着在90至100摄氏度之间的温度在融合图像中将会被显示为IR图像数据,并且整个配色方案将会在90至100度之间的温度范围中应用。
作为一个例子,图2图示了,第一温度范围2a从10℃到100℃,这是被IR成像部件覆盖的整个视场的温度范围。使用蓝色表示最低温度到红色表示最高温度的配色方案。在此示例中,阈值被设定在70℃。在70℃和100℃之间的像素在融合图像中将被显示为IR数据。根据现有技术,当融合到融合图像中时,每个IR像素将保持与2a中所示的配色方案中的同样的颜色。因此,在融合图像中表示温度数据的所有像素将可能会是某种深浅的红色。根据本发明,另一方面,配色方案被改变为使得对于要在图像中呈现为温度数据的温度使用整个颜色范围。这意味着在混合图像中表示温度数据的像素将是从70℃的蓝色到100℃的红色。由此,根据本发明,操作者能够更加容易地区分在图像中实际显示的范围内的温度。
代替在范围的上端选择一个温度区间,如图2所示,可以选择在范围的下端,或者在范围的中间的区间,例如10℃到15℃或者30℃到32℃或者依赖于感兴趣的区域或者被摄体的任何其它合适的区间。