理，復(fù)眼 是由許多規(guī)則的六邊形小眼面組合而成，每個小眼面在光學(xué)上相當(dāng)于一個小透鏡，每個小 眼面代表一個小眼，每只小眼緊密排列，并自成一體，是一個獨立的視覺功能單元。
[0022] 相機1包括光學(xué)組件和(XD傳感器，光學(xué)組件主要是光學(xué)鏡頭，圖1所示的示例中 給出了七個光學(xué)參數(shù)不同，主要是焦距不同，的光學(xué)鏡頭裝配成一個類似復(fù)眼的光學(xué)系統(tǒng) 模塊，且調(diào)整參數(shù)使每個鏡頭的視場角覆蓋同一場景。
[0023] 如圖2所示，成像電路處理模塊中，對應(yīng)每個相機的(XD傳感器設(shè)置一個(XD驅(qū)動 電路，時序控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的控制時序通過CCD驅(qū)動電路啟動其對應(yīng)的CCD傳感器成像， 每個CCD傳感器連接其對應(yīng)的圖像預(yù)處理模塊，預(yù)處理模塊連接其對應(yīng)的數(shù)據(jù)緩存區(qū)，時 序控制器對圖像預(yù)處理模塊和數(shù)據(jù)緩存區(qū)進行時序控制，多個數(shù)據(jù)緩存區(qū)連接數(shù)據(jù)處理單 元；成像電路處理模塊在接收到外部脈沖觸發(fā)時，時序控制電路依次控制啟動各個CCD傳 感器成像，也就是說每個CCD傳感器成像觸發(fā)存在微小的時間偏差，非同步觸發(fā)成像；成像 電路處理模塊在接收到外部脈沖觸發(fā)時，CCD驅(qū)動電路就會啟動光電信號轉(zhuǎn)換，把光信號轉(zhuǎn) 換成電信號并通過電荷轉(zhuǎn)移電路和圖像預(yù)處理模塊等處理將數(shù)據(jù)輸出至數(shù)據(jù)緩存區(qū)，進一 步由數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)所接收數(shù)字圖像，在多個視頻序列中提取特征點并根據(jù)相似性原則 進行特征點匹配，并運用RANSAC魯棒估計方法估計視頻間的時空配準參數(shù)建立圖像幀間 映射關(guān)系，再用超分辨率重建方法重建出高分辨率圖像幀。
[0024] 成像電路處理模塊充分利用了外部脈沖觸發(fā)和電路時序控制，每個相機具有獨立 的驅(qū)動電路和圖像預(yù)處理模塊，時序發(fā)生器控制整個系統(tǒng)的成像時序，提高了重建視頻幀 圖像的采樣幀率。
[0025] 如圖3和圖4所示，微振動結(jié)構(gòu)模塊包括固定桿4和風(fēng)輪3,固定桿4垂直于光學(xué) 系統(tǒng)面沿光學(xué)系統(tǒng)模塊軸心設(shè)置，并延長至裝置尾部，成像電路處理模塊2通過滾軸等固 定裝置固定在以固定桿4為中心的圓面上，位于成像系統(tǒng)后部，風(fēng)輪3固定在固定桿4上并 位于成像電路處理模塊2后部，風(fēng)輪3在加電時高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的風(fēng)對前方光學(xué)系統(tǒng)模塊降 溫減小熱噪聲對成像的干擾，同時風(fēng)輪3高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的高頻振動使光學(xué)系統(tǒng)模塊產(chǎn)生微 小像移，數(shù)據(jù)處理單元可依據(jù)這個微小偏移量重建高清圖像視頻幀。
[0026]由上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下顯著特點：
[0027] (1)充分利用了類復(fù)眼光學(xué)結(jié)構(gòu)，克服了高分辨率成像器制作工藝困難問題，降低 了成本；
[0028] (2)充分利用了多相機獲取同場景的時空信息，增加了所獲場景圖像的細節(jié)信 息；
[0029] (3)充分利用了不同視頻圖像間亞像素級互補信息和超分辨率重建算法，提高了 視頻圖像的分辨率和圖像質(zhì)量；
[0030] (4)充分利用了時序控制電路控制多相機獨立成像，提高了重建視頻幀圖像的采 樣幀率；
[0031] (5)充分利用了系統(tǒng)的微小振動構(gòu)造單成像器在一段時間內(nèi)對同一場景多次成低 分辨率圖像，減少了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度和降低了成本。
[0032] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種基于微振的多目高清成像裝置，其特征在于，包括：光學(xué)系統(tǒng)模塊、成像電路處 理模塊和微振動結(jié)構(gòu)模塊；微振動結(jié)構(gòu)模塊連接光學(xué)系統(tǒng)模塊，用于在光學(xué)系統(tǒng)模塊成像 過程中對光學(xué)系統(tǒng)模塊產(chǎn)生微振動，成像電路處理模塊接收光學(xué)系統(tǒng)模塊所成圖像并對圖 像進行處理和重建高清圖像視頻幀。2. 如權(quán)利要求1所述的基于微振的多目高清成像裝置，其特征在于，所述光學(xué)系統(tǒng)模 塊為由多個相機排列形成的復(fù)眼結(jié)構(gòu)，多個相機的排列規(guī)則滿足每個相機對同一場景成 像；相機包括光學(xué)組件和C⑶傳感器。3. 如權(quán)利要求2所述的基于微振的多目高清成像裝置，其特征在于，所述成像電路處 理模塊中，對應(yīng)每個相機的CCD傳感器設(shè)置一個CCD驅(qū)動電路，時序控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的控制 時序通過CCD驅(qū)動電路啟動其對應(yīng)的CCD傳感器成像，每個CCD傳感器連接其對應(yīng)的圖像 預(yù)處理模塊，預(yù)處理模塊連接其對應(yīng)的數(shù)據(jù)緩存區(qū)，時序控制器對圖像預(yù)處理模塊和數(shù)據(jù) 緩存區(qū)進行時序控制，多個數(shù)據(jù)緩存區(qū)連接數(shù)據(jù)處理單元；成像電路處理模塊在接收到外 部脈沖觸發(fā)時，時序控制電路依次控制啟動各個CCD傳感器成像；成像同時，CCD驅(qū)動電路 啟動光電信號轉(zhuǎn)換，把光信號轉(zhuǎn)換成電信號并通過電荷轉(zhuǎn)移電路和圖像預(yù)處理模塊將數(shù)據(jù) 輸出至數(shù)據(jù)緩存區(qū)，進一步由數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)所接收數(shù)字圖像，在多個視頻序列中提取 特征點并根據(jù)相似性原則進行特征點匹配，進一步運用RANSAC魯棒估計方法估計視頻間 的時空配準參數(shù)建立圖像幀間映射關(guān)系，再用超分辨率重建方法重建出高分辨率圖像幀。4. 如權(quán)利要求3所述的基于微振的多目高清成像裝置，其特征在于，所述微振動結(jié)構(gòu) 模塊包括固定桿和風(fēng)輪，固定桿垂直于光學(xué)系統(tǒng)面沿光學(xué)系統(tǒng)模塊軸心設(shè)置；成像電路處 理模塊固定在以固定桿為中心的圓面上，位于成像系統(tǒng)后部；風(fēng)輪固定在固定桿上并位于 成像電路處理模塊后部，風(fēng)輪在加電時高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的風(fēng)對前方光學(xué)系統(tǒng)模塊降溫減小 熱噪聲對成像的干擾，同時風(fēng)輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的高頻振動使光學(xué)系統(tǒng)模塊產(chǎn)生微小像移， 數(shù)據(jù)處理單元可依據(jù)這個微小偏移量重建高清圖像視頻幀。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于微振的多目高清成像裝置，其包括：光學(xué)系統(tǒng)模塊、成像電路處理模塊和微振動結(jié)構(gòu)模塊；微振動結(jié)構(gòu)模塊連接光學(xué)系統(tǒng)模塊，用于在光學(xué)系統(tǒng)模塊成像過程中對光學(xué)系統(tǒng)模塊產(chǎn)生微振動，成像電路處理模塊接收光學(xué)系統(tǒng)模塊所成圖像并對圖像進行處理和重建高清圖像視頻幀。本發(fā)明利用類復(fù)眼光學(xué)結(jié)構(gòu)，克服高分辨率成像器制作困難，降低成本；利用多相機獲取同場景的時空信息，增加所獲場景圖像的細節(jié)信息；利用不同視頻圖像間亞像素級互補信息和超分辨率重建算法，提高視頻圖像的分辨率和圖像質(zhì)量；利用時序控制電路控制多相機獨立成像，提高重建視頻幀圖像的采樣幀率；利用微振實現(xiàn)單成像器多次圖像，減少系統(tǒng)復(fù)雜度，降低成本。
【IPC分類】H04N5/232, H04N5/225
【公開號】CN105357423
【申請?zhí)枴緾N201510756402
【發(fā)明人】呂紹杰, 張永華, 葉旭鳴, 付玉建
【申請人】天津津航計算技術(shù)研究所
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月6日