CN103546672B - 一种图像采集系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像采集系统，包括：一个刚性的呈头盔状的支架和位于支架内侧的多个摄像装置；将待拍摄物体样本置于其在所述支架内的最佳拍摄位置，并进一步选取定位摄像装置；将待拍摄物体置于所述支架内的多个摄像装置组成的聚焦平面附近，并通过各个定位摄像装置对其进行连续拍摄，对采集到的图像信息进行分析后找到其中与所述待拍摄物体的样本相对应的定位点，由此确定待拍摄物体在所述支架形成的支架空间内的实际位置；所述系统通过移动所述支架和/或所述待拍摄物体以减小所述待拍摄物体的实际位置与所述最佳拍摄位置之间的差异，之后进行定位拍摄。本发明所提供的图像采集系统尤其适合于公安系统或安防系统对犯罪嫌疑人的头部拍摄。

Description

一种图像采集系统

技术领域

本发明涉及图像技术领域，尤其涉及一种图像采集系统。

背景技术

目前，图像采集技术应用越来越广泛，不管是在交通道路上的图像抓拍还是在银行环境的安全监控，利用摄像装置进行图像采集的现象无处不见。同样，在公安系统或安防系统中，也通常需要采用摄像装置对犯罪嫌疑人进行拍照，尤其是对其头部进行拍摄，以保存相关信息。而现在大多数情况下对犯罪嫌疑人的拍摄要么停留在人工拍摄的阶段，即让犯罪嫌疑人站好后人工进行多个角度的拍摄，要么是将犯罪嫌疑人置于一个旋转台上，固定摄像装置的位置，让犯罪嫌疑人转动，使摄像装置采集其各个角度的图像信息。前者获得的图像信息会因人而异，导致拍摄质量不高；后者获得的图像信息虽然提高了拍摄质量，但难以捕捉到犯罪嫌疑人同一时刻各个角度的表情情况，在有三维重建需求的情况下，会导致三维重建效果不佳，识别效果差的问题。同时在大多数情况下犯罪嫌疑人并不会完全配合公安人员或安防人员的要求，也会使得图像采集过程存在困难，导致拍摄的效果不理想，出现拍摄到的图像信息大多不可用的问题。

发明内容

本发明设计开发了一种图像采集系统，尤其适合于公安系统或安防系统对犯罪嫌疑人的拍摄。

本发明提供的技术方案为：

一种图像采集系统，其中，包括：

一个刚性的呈头盔状的支架；

多个摄像装置，其间隔安设在所述支架的内侧，且所述多个摄像装置均聚焦于所述支架内部几何中心附近；其中，

将待拍摄物体的样本置于其在所述支架内的最佳拍摄位置，并从所述样本上选取几个定位点，根据这几个定位点从所述多个摄像装置中选取与之对应的几个摄像装置作为定位摄像装置；

将待拍摄物体置于所述支架内的多个摄像装置组成的聚焦平面附近，并通过选取的各个定位摄像装置对其进行连续拍摄，然后对采集到的图像信息进行分析后找到其中与所述待拍摄物体的样本相对应的定位点，由此确定所述待拍摄物体在所述支架形成的支架空间内的实际位置；

所述系统通过移动所述支架和/或所述待拍摄物体以减小所述待拍摄物体的实际位置与所述最佳拍摄位置之间的差异，之后通过所述多个摄像装置进行定位拍摄。

优选的是，所述待拍摄物体为人的头部，将人的头部样本置于其在所述支架内的最佳拍摄位置，并从其头顶、左耳、右耳、左眼、右眼、左眉、右眉、鼻子、嘴巴和人脸侧面轮廓中选取出几个自然特征作为定位点；其中，

所述系统从所述多个摄像装置中选取出与所述人的头部样本的各定位点相对应的摄像装置作为定位摄像装置。

优选的是，所述系统通过不断移动所述支架和/或所述待拍摄物体来不间断的减小所述待拍摄物体的实际位置与所述最佳拍摄位置之间的差异，直到差异最小。

优选的是，所述呈头盔状的支架安设在与第一位移驱动机构电连接的第一支架上，和/或，所述待拍摄物体位于与第二位移驱动机构电连接的第二支架上；其中，

所述系统通过控制所述第一位移驱动机构和所述第二位移驱动机构分别实现所述呈头盔状的支架和所述待拍摄物体的移动。

优选的是，所述系统还包括：

至少一个显示装置，其安设在与所述人的头部样本的正脸相对的摄像装置附近，用于显示预先存储的人头正面模板；

其中，待拍摄人物通过自身的头部移动使得其头部正面与所述显示装置上显示的人头正面模板匹配对准。

优选的是，所述人头正面模板由所述系统基于采集到的所述待拍摄人物位于最佳拍摄位置时的头部正面的轮廓数据拟合而成，并用不同的颜色和/或线条显示。

优选的是，所述系统还包括：

播音装置，其用于提示所述待拍摄人物做自身的头部移动；

其中，所述播音装置的提示内容由用户端设定，和/或，由所述系统通过监测所述待拍摄人物的头部正面与所述显示装置显示的人头正面模板的匹配状况从预先存储的提示内容中选取。

优选的是，所述系统还通过所述显示装置播放图像信息和/或文字信息实现对所述待拍摄人物的表情诱导和调动。

优选的是，所述系统还包括：

录音装置，其用于录入所述待拍摄人物发出的声音信号；

其中，所述系统通过所述录音装置录入的声音信号进行声纹分析，和/或，结合所述多个摄像装置采集到的图像信息做口型分析。

优选的是，所述系统还包括：

至少一个以可见光方式或红外光方式对所述待拍摄人物的头部进行照明的照明装置。

优选的是，所述系统还包括：

至少一个投影装置，其用于向所述待拍摄人物的头部投射结构光。

优选的是，所述系统还根据所述多个摄像装置采集到的待拍摄人物的头部图像信息构建所述待拍摄人物的头部三维模型。

优选的是，所述系统还包括：

至少一个指纹采集装置，其用于采集所述待拍摄人物双手的指纹图像。

本发明所述的图像采集系统具有以下优势：

其一、采用了一个头盔式的刚性支架以及间隔安设在支架内侧的多个摄像装置，使之极其适合于人的头部的拍摄，且同时采用了多个摄像装置来采集人头部各个角度的图像信息，使得人头部各个角度都获得了较好的拍摄效果和较高的分辨率，若要进行人头部的三维重建，本发明提供的图像采集系统会提供良好的拍摄素材，使得三维重建的分辨率也得到提高；

其二、本发明采用的头盔式的刚性支架和待拍摄目标所处的平台能够在系统控制下进行多个方向的移动以减小实际位置与最佳拍摄位置的差异，让待拍摄目标位于刚性支架的最佳拍摄位置进而实施拍摄，这使得本发明的图像采集系统尤其适合于公安系统或安防系统对犯罪嫌疑人的拍摄；

其三、本发明采用的多个摄像装置采集到的图像信息是基于图像采集系统的最佳拍摄位置拍摄的，提高了图像采集质量；

其四、本发明采用的多个摄像装置保证了待拍摄人物头部在同一时刻被捕捉的图像信息的完整性和连贯性，同样也能极大方便后期对头部的三维重建；

其五、本发明采用的多个摄像装置是安设在一个头盔式的刚性支架内侧，即多个摄像装置的焦平面并不在同一个平面上，突破了现有技术中利用结构光进行三维重建时“焦平面必须在同一平面”的限制，避免了焦平面在同一平面上时带来的图像信息丢失的缺陷。

附图说明

图1为本发明所述的图像采集系统的局部后视图；

图2为本发明所述的图像采集系统的局部侧视图；

图3为本发明所述的图像采集系统的局部俯视图；

图4为待拍摄人物头部处于最佳拍摄位置时的侧脸轮廓图；

图5为待拍摄人物头部可能的移动示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1-3所示，本发明提供一种图像采集系统，其中包括：一个刚性的呈头盔状的支架1；多个摄像装置2，其间隔安设在所述支架1的内侧，且所述多个摄像装置均聚焦于所述支架内部几何中心附近；其中，

将待拍摄物体的样本置于其在所述支架内的最佳拍摄位置，并从所述样本上选取几个定位点，根据这几个定位点从所述多个摄像装置中选取与之对应的几个摄像装置作为定位摄像装置。这里，不同的待拍摄物体在支架内的最佳拍摄位置会有所不同，根据最佳拍摄位置来选定定位点，进而选定与定位点对应的摄像装置作为定位摄像装置；

将待拍摄物体置于所述支架内的多个摄像装置组成的聚焦平面附近，并通过选取的各个定位摄像装置对其进行连续拍摄，然后对采集到的图像信息进行分析后找到其中与所述待拍摄物体的样本相对应的定位点，由此确定所述待拍摄物体在所述支架形成的支架空间内的实际位置；

所述系统通过移动所述支架和/或所述待拍摄物体以减小所述待拍摄物体的实际位置与所述最佳拍摄位置之间的差异，之后通过所述多个摄像装置进行定位拍摄。

本发明中所述的图像采集系统的其中一个实施例中，优先对人的头部进行拍摄，让人的头部样本的头部位于其在所述支架内的最佳拍摄位置，并从其头顶、左耳、右耳、左眼、右眼、左眉、右眉、鼻子、嘴巴和人脸侧面轮廓中选取出几个自然特征作为定位点；其中，所述系统从所述多个摄像装置中选取出与所述人的头部样本的各定位点相对应的摄像装置作为定位摄像装置。这里值得注意的是，不同的定位点有可能对应于一个定位摄像装置，比如说与左右眼相对应的摄像装置也可作为鼻子或嘴巴的定位摄像装置，与左右耳相对应的摄像装置也可作为人脸侧面轮廓的定位摄像装置。

如图1-3所示，令此时人的头部样本3所在的位置即为该支架1对人头进行拍摄的最佳位置，人的头部样本3位于该位置时，其头部的正面是竖直正对着头盔式支架正前方的。在本发明其中一个实施例中，取人的头部样本3的鼻子301、嘴巴、左耳303、右耳302、人脸侧面轮廓作为定位点；如图1-3所所示，其中，

所述系统从所述多个摄像装置2中选取出与所述人的头部样本的鼻子301、嘴巴、左耳303、右耳302和人脸侧面轮廓相对应的摄像装置作为定位摄像装置。即从图1-3可看出，本发明位于支架1上的正前方、正左方和正右方的摄像装置分别与人的头部样本的鼻子301、左耳303和右耳302相对应，所以选取位于这几个位置上的摄像装置为定位摄像装置，此时左耳或右耳的定位摄像装置也作为是人脸侧面轮廓的定位摄像装置，鼻子的定位摄像装置也作为是嘴巴的定位摄像装置。为方便描述，取位于支架上正前方的摄像装置201为0号定位摄像装置，取位于支架上正左方的摄像装置203为1号定位摄像装置，取位于支架上正右方的摄像装置202为2号定位摄像装置。因不同的待拍摄人物具有不同的头部特征(比如说鼻子特征，其可能比人的头部样本的鼻子要大或是要小)，所以在实际的操作过程中，为让本发明所提供的图像采集系统能够适应于不同的人头拍摄，并不止选取一个人头样本作为标准，而是选取多个不同的人头样本(比如说儿童头部样本、男性头部样本、女性头部样本)置于图1-3所在的最佳拍摄位置，并从不同的人头样本中选取出相同的几个定位点，再根据定位点选出定位摄像装置。此时系统会通过不同的定位摄像装置记录并圈定不同的人头样本在最佳拍摄位置时定位点所在位置的理想范围。比如说，0号定位摄像装置可采集到不同人头样本的正面人脸图像，此时就可以确定不同人头样本处于最佳拍摄位置时，鼻子所在位置的理想范围。因此只有待拍摄人物的鼻子位于该范围内，即可认为他的鼻子在支架空间内的实际位置大致已经处于理想的拍摄位置(这里只能说“大致”，是因为存在这样一种可能，即待拍摄人物的鼻子较小，即便已经处于了理想范围，但有可能是歪着的，所以要根据其他的头部特征来确定其是不是完全处于理想的拍摄位置，即不偏不歪)。

由此，本发明提供的图像采集系统为了提高图像采集的质量，首先要从支架上安装的多个摄像装置中选取出与待拍摄物体的定位点相配合的定位摄像装置，而本发明的其中一个实施例中优先对人的头部进行拍摄，所以在对待拍摄人物的头部进行拍摄之前，需要根据选取出的人的头部样本3的定位点选取出合适的定位摄像装置，选取方法如上。

在选取好各个定位摄像装置以后，再让待拍摄人物的头部置于所述支架1内的多个摄像装置2组成的聚焦平面附近。此时并不立即启动所有的摄像装置对其进行拍摄，而是仅启动选取好的各个定位摄像装置(0号定位摄像装置、1号定位摄像装置、2号定位摄像装置)对待拍摄人物的头部以视频或连拍的方式进行连续拍摄。系统根据这几个定位摄像装置采集到的图像信息，采用相关的检测算法找到待拍摄人物的鼻子、左耳、右耳和人脸侧面轮廓的位置，并由此确定待拍摄人物的头部在所述支架1形成的支架空间内的实际位置。这里系统欲根据1号定位摄像装置和2号定位摄像装置采集的图像信息分别检测出待拍摄人物的左耳和右耳在支架1空间内所在的位置，就采用人耳检测算法；欲根据0号定位摄像装置采集的图像信息检测出待拍摄人物的鼻子和嘴巴在支架1空间所在的位置，就采用人鼻检测算法和人嘴检测算法；欲根据1号定位摄像装置(或者2号定位摄像装置)采集的图像信息检测出待拍摄人物的侧脸轮廓在支架1空间内所在的位置，就采用人脸检测算法。若系统确定了各个定位点(耳朵、鼻子、侧脸轮廓)在头盔式支架1空间内所在的位置，自然也能确定了待拍摄人物的头部在所述支架1形成的支架空间内的实际位置。

接下来，本发明提供的图像采集系统开始对待拍摄人物的头部进行定位。因为通常情况下，待拍摄人物进入到本发明提供的图像采集系统的支架空间内时，其头部在这个支架空间内的实际位置一般不会正好处于最佳的拍摄位置(可能过高，可能过低)，所以系统在确定了待拍摄人物的头部所在的实际位置后，便开始对头部进行很好的定位。而定位的方式则是：通过不断的移动所述头盔式的支架和/或所述待拍摄人物来不间断的减小待拍摄人物头部的实际位置与系统最佳拍摄位置之间的差异，直到差异最小。这里的“不间断”表明本发明提供的图像采集系统在移动头盔支架或待拍摄人物或同时移动二者的过程中，仍在不断的监测实际位置与最佳拍摄位置的差异，即仍在利用各个定位摄像装置采集图像信息，并基于各个时刻采集到的图像信息分析确定待拍摄人物的头部的当前新的实际位置，再监测新待拍摄人物的头部的实际位置与最佳位置的差异情况，直到差异最小的时候，便可以启动其他的摄像装置对待拍摄人物的头部进行拍摄。

这里根据以上选好的0号、1号和2号定位摄像装置来详细说明本发明图像采集系统的定位过程：

第一步、根据0号定位摄像装置定位待拍摄人物鼻子和嘴巴的位置；

此前系统已经知道了待拍摄人物鼻子和嘴巴在支架1空间内的实际位置，若其均不在系统预先确定的理想拍摄范围内，则会调节头盔式支架或是待拍摄人物所在的支架平台来移动鼻子和嘴巴的实际位置。比如说系统检测出待拍摄人物的鼻子和嘴巴均位于理想拍摄范围的正上方，则会调节头盔式支架往上移动，使其位于理想范围内。同时系统还会通过检测鼻子的鼻尖点与嘴巴的中点的连线是否呈竖直状态来判断待拍摄人物是否有头部的左右摆动，若是则表示鼻子和嘴巴已完全定位好，系统进入第二步定位；若否，则还要继续进行头盔式支架或是待拍摄人物所在的支架平台的移动。

此时系统仅根据0号定位摄像装置并不能判断出待拍摄人物的头部是否有小幅度的前后移动，也不能确定待拍摄人物的头部是否有小幅度的左右转动，更不能确定待拍摄人物的头部是否有小幅度的前后俯仰(因为小幅度的前后移动、左右转动、前后俯仰有可能使得鼻子还处于理想拍摄范围)，此时需要借助1号和2号定位摄像装置来判断；

扩展：若系统没有选取鼻子和嘴巴作为定位点，而是选取了左眼和右眼(左眉和右眉)，则仍然可以通过0号定位摄像装置来定位左眼和右眼(左眉和右眉)的位置，并进一步根据二者的中点连线是否水平来判断待拍摄人物的头部是否存在左高右低(或左低右高)的现象。

第二步、根据1号和2号定位摄像装置定位待拍摄人物耳朵的位置；

在第一步时，系统已经通过0号定位摄像装置将待拍摄人物的鼻子和嘴巴定位好了，即相当于定位好了待拍摄人物距离支架空间正上方、正左方和正右方的位置，此时需要定位待拍摄人物距离支架空间正前方的位置。而该定位则是通过1号和2号定位摄像装置定位待拍摄人物的耳朵来实现。若左耳和右耳分别正好位于1号和2号定位摄像装置的理想拍摄范围内，且左耳和右耳的连线还与1号和2号定位摄像装置的光轴方向平行，则系统进入第三步定位。反之则会移动头盔式支架或是待拍摄人物所在的支架平台。

此时系统可以根据1号和2号定位摄像装置判断出待拍摄人物的头部是否有小幅度的前后移动以及左右转动，但仍然不能检测出是否有微小的低头或仰头，则需要进入第三步定位；

第三步、根据1号和2号定位摄像装置中其中一部定位摄像装置来定位待拍摄人物的侧脸轮廓位置；

在第二步时，系统已经定位好了待拍摄人物距离支架空间正上方、正左方、正右方以及正前方的位置，基本已经确定了待拍摄人物头部的位置，但还是无法判断待拍摄人物的头部是否有低头或仰头(低头或仰头也会影响到拍摄效果)，也就是还不能确定是否就是最佳的拍摄位置，因此系统还需要通过定位待拍摄人物的人脸侧面轮廓进行待拍摄人物低头或仰头的校正，该校正仍然是通过移动头盔式支架或是待拍摄人物所在的支架平台实现。图4为待拍摄人物处于最佳拍摄位置时的侧脸轮廓图(没有前后俯仰的情形)，定位方式有以下几种：

①如图4所示，通过待拍摄人物的前额部位的最突出点401(可取眉毛的最高点)与下巴部位(即下嘴唇之下)的最突出点402的连线进行校正；

②通过待拍摄人物的前额部位的最突出点401(或拐点)与下巴部位近脖子处的拐点403之间的曲线段所拟合的一条直线404进行校正；

③通过待拍摄人物的前额部位的拐点401与下巴部位的拐点的连线进行校正。

经过以上分析，系统通过0号定位摄像装置仅能判断出待拍摄人物的头部是否存在上下移动、左右移动和左右摆动，接着通过1号定位摄像装置和/或2号定位摄像装置来判断待拍摄人物的头部是否存在前后移动、左右转动和前后俯仰，这六种状态一旦定位好，则系统判定待拍摄人物当前的实际位置与系统的最佳拍摄位置差异最小，可以启动其他摄像装置进行待拍摄人物的头部拍摄了。以上六种状态如图5所示。换句话说，当系统通过以上三步定位后，则完成了对待拍摄人物的头部定位，将其几乎定位到了系统的最佳拍摄位置，即“系统通过不断的移动所述头盔式的支架和/或所述待拍摄人物来不间断的减小待拍摄人物头部的实际位置与系统最佳拍摄位置之间的差异，直到差异最小”。本发明中上述的“实际位置”与“最佳拍摄位置”的差异计算可以是通过检测待拍摄人物的头部轮廓与人的头部样本的头部处于最佳拍摄位置的轮廓的距离实现，所用的距离度量可以是Hausdorff距离。

其中，系统采集到的人耳图像可在后期对待拍摄人物进行人耳识别。同理还可以利用本系统中的多个摄像装置采集到的人脸图像进行人脸识别。

基于此，本发明所述的图像采集系统提供了一个用户界面，可以让用户输入和编辑每个摄像装置的拍摄工作时段，拍摄时的焦距、光圈、快门等参数，以及输出相关记录等，也可以让用户观察各个摄像装置的工作状态和采集的图像。

本发明中，所述呈头盔状的支架安设在与第一位移驱动机构电连接的第一支架(未示出)上，和/或，所述待拍摄物体位于与第二位移驱动机构电连接的第二支架(未示出)上；其中，所述系统通过控制所述第一位移驱动机构和所述第二位移驱动机构分别实现所述呈头盔状的支架和所述待拍摄物体的移动。其中，系统可通过控制与第一支架电连接的位移驱动机构实现呈头盔状的支架1的上下移动、左右移动、前后移动或旋转，同样的，系统可通过控制与第二支架电连接的位移驱动机构实现待拍摄物体的上下移动、左右移动、前后移动或旋转。其中位移驱动机构可以是电机或液压的方式。这里本发明的图像采集系统采用的是三维平移+旋转，因为人的头部是个可以三维移动的椭球体。

基于此，本发明所述的图像采集系统提供了一个用户界面，可以让用户输入和编辑第一位移驱动机构和第二位移驱动机构驱动的模式、速度、精度等参数，以及输出相关记录等，也可以让用户观察各个驱动机构的工作状态。

其中，本发明提供的图像采集系统还包括：

1、至少一个显示装置(未示出)，其安设在与所述人的头部样本的正脸相对的摄像装置附近，用于显示预先存储的人头正面模板；其中，待拍摄人物通过自身的头部移动使得其头部正面与所述显示装置上显示的人头正面模板对准。在其中一个实施例中，安设在0号定位摄像装置的附近。这里的人头正面模板包括人的脸部轮廓、眼睛轮廓、鼻子轮廓、嘴巴轮廓、耳朵轮廓。

优选的是，所述人头正面模板由所述系统基于采集到的所述待拍摄人物位于最佳拍摄位置时的头部正面的轮廓数据拟合而成，并用不同的颜色和/或线条显示。这种情况是当系统通过移动第一支架和/或第二支架将待拍摄人物置于最佳拍摄位置了，就先利用摄像装置采集其头部正面信息，生成一个该待拍摄人物在最佳拍摄位置时的头部轮廓。此时若待拍摄人物又不自觉的移动了，就会提示他移动头部使之与显示装置上显示的他在最佳拍摄位置时的头部正面轮廓对准。

本发明中所述系统还通过所述显示装置播放图像信息和/或文字信息实现对所述待拍摄人物的表情诱导和调动。这样，可以让待拍摄人物表现出喜怒哀乐等各种表情。例如可以让待拍摄人物阅读显示装置上的一段文字，或者观看一段段情感强烈的录像；通过这些文字或录像调动待拍摄人物的表情变化。此时可以启动所有的摄像装置来捕捉该时刻待拍摄人物的表情图像信息。

在本发明的其中一个实施例中，仅采用一个显示装置，其既用于显示预先存储的正面人脸模板，又用于播放图像信息和/或文字信息。

在本发明的其中一个实施例中，采用两个显示装置，其中一个用于显示预先存储的正面人脸模板，另外一个用于播放图像信息和/或文字信息。

2、播音装置(未示出)，其用于提示所述待拍摄人物做自身的头部移动；

其中，所述播音装置的提示内容由用户端设定，和/或，由所述系统通过监测所述待拍摄人物的头部正面与所述显示装置显示的人头正面模板的匹配状况从预先存储的提示内容中选取。

例如：系统检测到待拍摄人物的头部偏向左方，可以发出如下提示：“请向右转动头部，直到与模板中的标准轮廓吻合。”在所述系统驱动上述位移驱动机构时或待拍摄人物自行微调自己的姿态时，系统均对位移量进行记录，并与当时摄像装置拍摄的图像进行一一对应。

3、录音装置(未示出)，其用于录入所述待拍摄人物发出的声音信号；

其中，所述系统通过所述录音装置录入的声音信号进行声纹分析，和/或，结合所述多个摄像装置采集到的图像信息做口型分析。

基于此，本发明提供的图像采集系统可以对显示装置、播音装置、录音装置进行独立或组合控制，包括播放的内容、时段、亮度、音量、模式等。所述图像采集系统提供一个用户界面，可以让用户输入和编辑显示装置及播音装置播放的内容时段、亮度、音量、模式等参数，以及输出相关记录等，也可以让用户观察显示装置、播音装置、录音装置的工作状态。

本发明中优选的是，所述显示装置、所述播音装置、所述录音装置均安设在头盔式的支架上，随所述多个摄像装置同步移动。

其中，本发明提供的图像采集系统还包括：

4、至少一个以可见光方式或红外光方式对所述待拍摄人物的头部进行照明的照明装置(未示出)；

当所述照明装置为一个时，其优选安设在与所述人的头部样本的正脸相对的摄像装置附近，从所述待拍摄人物的脸部正面进行照明。在其中一个实施例中，安设在0号定位摄像装置的附近。

当所述照明装置为多个时，其分散安设在各个摄像装置的附近，从多个角度对所述待拍摄人物的头部进行照明。

基于此，本发明提供的图像采集系统能够对所述照明装置的照明强度和照明时间段进行控制，并记录各照明装置照射强度、照明时间段及其组合与当时采集到的图像之间的关系。所述图像采集系统提供一个用户界面，可以让用户输入和编辑各个照明装置的照明时间段、照射光强和闪烁模式等参数，选择照明组合，以及输出相关记录等，也可以让用户观察各个照明装置的工作状态。

5、至少一个投影装置(未示出)，其用于向所述待拍摄人物的头部投射结构光；

当所述投影装置为一个时，其优先安设在与所述人的头部样本的正脸对准的定位摄像装置附近，从所述待拍摄人物的脸部正面投射结构光。在其中一个实施例中，安设在0号定位摄像装置的附近。

当所述投影装置为多个时，其分散安设在各个摄像装置的附近，从多个角度对所述待拍摄人物的头部投射结构光。

其中，所述投影装置向待拍摄人物的头部投射结构光以后，通过所述多个摄像装置2采集带结构光的图像，由于待拍摄人物的头部表面对结构光进行了调制，系统对这些被调制的结构光图像进行解析，可以推算出待拍摄人物头部表面的三维形状。

基于此，本发明提供的图像采集系统能够对所述投影装置的投射时间段进行控制，并记录各投射时间段与当时录制的图像的关系，避免两部或以上的装置同时投射。为避免其他可见光源的干扰，所述投影装置所投射的结构光可以是各种红外光。所述图像采集系统提供一个用户界面，可以让用户输入和编辑各投影装置投影的时段、光强、图案，以及输出相关记录等。

优选的是，所述系统还根据所述多个摄像装置采集到的待拍摄人物的头部图像信息构建所述待拍摄人物的头部三维模型。由于本发明采用了多个摄像装置在同一时刻拍摄了待拍摄人物的头部在某一时刻的多个角度的图像信息，而这些在同一时刻拍摄下的图像信息能够很好的进行三维模型的重建，使得后期得到的三维人头重建模型的效果得到提高，同时采用了多个摄像装置使得每一个角度获得的图像信息分辨率也大大增大，再利用这些图像进行三维重建时得到的三维人头分辨率也得到了提高。

优选的是，本发明提供的图像采集系统还包括：至少一个指纹采集装置(未示出)，其用于采集所述待拍摄人物双手的指纹图像。所述指纹采集装置采用光电成像式、电容成像式或超声波成像式中的一种或几种。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (13)

1.一种图像采集系统，其特征在于，包括：

一个刚性的呈头盔状的支架；

多个摄像装置，其间隔安设在所述支架的内侧，且所述多个摄像装置均聚焦于所述支架内部几何中心附近；其中，

将待拍摄物体的样本置于其在所述支架内的最佳拍摄位置，并从所述样本上选取几个定位点，根据这几个定位点从所述多个摄像装置中选取与之对应的几个摄像装置作为定位摄像装置；

将待拍摄物体置于所述支架内的多个摄像装置组成的聚焦平面附近，并通过选取的各个定位摄像装置对其进行连续拍摄，然后对采集到的图像信息进行分析后找到其中与所述待拍摄物体的样本相对应的定位点，由此确定所述待拍摄物体在所述支架形成的支架空间内的实际位置；

所述系统通过移动所述支架和/或所述待拍摄物体以减小所述待拍摄物体的实际位置与所述最佳拍摄位置之间的差异，之后通过所述多个摄像装置进行定位拍摄。

2.如权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于，所述待拍摄物体为人的头部，将人的头部样本置于其在所述支架内的最佳拍摄位置，并从其头顶、左耳、右耳、左眼、右眼、左眉、右眉、鼻子、嘴巴和人脸侧面轮廓中选取出几个自然特征作为定位点；其中，

所述系统从所述多个摄像装置中选取出与所述人的头部样本的各定位点相对应的摄像装置作为定位摄像装置。

3.如权利要求1或2所述的图像采集系统，其特征在于，所述系统通过不断移动所述支架和/或所述待拍摄物体来不间断的减小所述待拍摄物体的实际位置与所述最佳拍摄位置之间的差异，直到差异最小。

4.如权利要求3所述的图像采集系统，其特征在于，所述呈头盔状的支架安设在与第一位移驱动机构电连接的第一支架上，和/或，所述待拍摄物体位于与第二位移驱动机构电连接的第二支架上；其中，

所述系统通过控制所述第一位移驱动机构和所述第二位移驱动机构分别实现所述呈头盔状的支架和所述待拍摄物体的移动。

5.如权利要求2所述的图像采集系统，其特征在于，所述系统还包括：

至少一个显示装置，其安设在与所述人的头部样本的正脸相对的摄像装置附近，用于显示预先存储的人头正面模板；

其中，待拍摄人物通过自身的头部移动使得其头部正面与所述显示装置上显示的人头正面模板匹配对准。

6.如权利要求5所述的图像采集系统，其特征在于，所述人头正面模板由所述系统基于采集到的所述待拍摄人物位于最佳拍摄位置时的头部正面的轮廓数据拟合而成，并用不同的颜色和/或线条显示。

7.如权利要求5或6所述的图像采集系统，其特征在于，所述系统还包括：

播音装置，其用于提示所述待拍摄人物做自身的头部移动；

其中，所述播音装置的提示内容由用户端设定，和/或，由所述系统通过监测所述待拍摄人物的头部正面与所述显示装置显示的人头正面模板的匹配状况从预先存储的提示内容中选取。

8.如权利要求5所述的图像采集系统，其特征在于，所述系统还通过所述显示装置播放图像信息和/或文字信息实现对所述待拍摄人物的表情诱导和调动。

9.如权利要求8所述的图像采集系统，其特征在于，所述系统还包括：

录音装置，其用于录入所述待拍摄人物发出的声音信号；

其中，所述系统通过所述录音装置录入的声音信号进行声纹分析，和/或，结合所述多个摄像装置采集到的图像信息做口型分析。

10.如权利要求5所述的图像采集系统，其特征在于，所述系统还包括：

至少一个以可见光方式或红外光方式对所述待拍摄人物的头部进行照明的照明装置。

11.如权利要求5所述的图像采集系统，其特征在于，所述系统还包括：

至少一个投影装置，其用于向所述待拍摄人物的头部投射结构光。

12.如权利要求11所述的图像采集系统，其特征在于，所述系统还根据所述多个摄像装置采集到的待拍摄人物的头部图像信息构建所述待拍摄人物的头部三维模型。

13.如权利要求5所述的图像采集系统，其特征在于，所述系统还包括：至少一个指纹采集装置，其用于采集所述待拍摄人物双手的指纹图像。