[发明专利]一种水下摄像装置及其调节方法

说明书

本发明公开了一种水下摄像装置及其调节方法，基于成像本质是红、绿、蓝三种波长光线在相机CCD感光元件上生成RGB图像的原理，采用红、绿、蓝三色LED光源，基于由摄像机、以摄像机为圆心布设于其圆周位置上的聚光透镜组件、联动连杆组件和步进电机组成的控制结构，结合图像分析，以实际测试图像为判断评价依据对三色LED光源的光照角度和光照强度分别进行控制、调节和反馈，形成闭环控制系统，以调整成像效果中的色偏手段来应对不同波长光线在海水中衰减程度不同的问题；本发明能够针对不同海水环境做出不同的调整从而实现一致的成像效果，具有极佳的环境适应性和灵活性，对于海洋水下成像应用提供了很大的便利性。

技术领域

本发明属于水下图像处理技术领域，具体地说，是涉及一种水下摄像装置及其调节方法。

背景技术

水下成像技术是一种非常重要的海洋探测方式，广泛应用于海洋生物观察、海底地形探测、特种海水环境作业等领域。作为一种人眼视觉范围内可直观成像的技术，水下成像技术更符合人们“ 眼见为实”的传统理念，极大提高了使用者对被观察物体的认识水平。

然而，光线在海水中的传播质量直接关系到成像效果的好坏。光线在海水这种介质中传播时，受到海水中的悬浮颗粒物的散射效应和海水对光线的吸收效应的影响，光强度会衰减,不同波长的光线被海水吸收程度也不同,最终导致成像模糊以及图像出现色偏现象。在水下作业时，深度越深，光照越弱，而且红色波长光被吸收的更多，所以导致摄像机拍摄的视频图像亮度较暗，颜色呈现绿色或者蓝色，这极大地影响了视频图像的呈现效果，因此，在水下拍摄视频图像时，需要使用人工光源照明的辅助。

传统的水下成像技术应用中通常采用白光模拟自然光或者采用某一种单色光源进行照明补偿，但仍旧无法避免不同波长光在海水吸收效应影响下衰减程度不同的问题，最终光线由光源到摄像机镜头的传播过程中，仍旧会形成蓝绿光强红光弱的情况，造成成像的色偏现象；并且，由于辅助照明固定在摄像机镜头边缘或者其他位置，也会造成摄像机视角范围内光线的明暗不均匀现象，导致成像质量下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水下摄像装置及其调节方法，解决辅助照明在海水吸收效应影响下造成成像色偏的技术问题，通过调整光照角度和光照强度的结构及其调节方法减小光照不均匀现象，提高水下摄像装置在不同海水环境中的成像效果。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

提出一种水下摄像装置，包括：壳体；摄像机；N组聚光透镜组件，等间隔的布设于以摄像机为圆心的圆周位置上；每组聚光透镜组件均包括红、绿、蓝三色LED光源和聚光透镜；其中，红、绿、蓝三色LED光源设置于聚光透镜的入光侧；每组聚光透镜组件均以可相对转动的固定结构与一固定连杆的一端连接，固定连杆的另一端固定于壳体上；联动连杆组件，包括N个联动连杆，每个联动连杆的一端与一组聚光透镜组件固定；步进电机，所有联动连杆的另一端均与其输出轴连接，用于驱动所述联动连杆组件沿其输出轴向方向上移动，以实现对N组聚光透镜组件的联动控制。

进一步的，所述水下摄像装置还包括联动组件，具体包括：内螺纹套筒，所有联动连杆的另一端均固定于其尾端；外螺纹丝杆，与内螺纹套筒旋接；联轴器，一端与所述步进电机的输出轴连接，另一端与所述外螺纹丝杆连接；所述步进电机驱动所述外螺纹丝杆转动，使得所述外螺纹丝杆相对所述内螺纹套筒内旋或外旋，以带动所述联动连杆组件带动N组聚光透镜组件联动。

进一步的，所述水下摄像装置还包括：聚光灯控制腔，固定于所述壳体的内壁，所述联动组件设置于其腔内。

进一步的，所述聚光灯控制腔底部与壳体内壁之间形成一空腔；所述水下摄像装置还包括：光调节控制模块；所述光调节控制模块和所述步进电机均置于所述空腔内。