[發(fā)明專利]一種基于光纖的大視場高分辨率成像裝置及其拼接方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810123086.1
• 申請日: 2008-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN101329453A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程月華;徐貴力;朱冬梅;曹傳東;田裕鵬;賈愛芹
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B27/58
• 分類號(hào): G02B27/58;G06T5/50
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 董建林;許婉靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于光纖的大視場高分辨率成像裝置及其拼接方法，屬于信息技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

大視場高分辨率圖像在現(xiàn)實(shí)生活中有著廣泛的應(yīng)用。比如用于空間相機(jī)、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測、用于機(jī)器人導(dǎo)航、大場景智能監(jiān)控、空對地、地對空打擊、模式識(shí)別等領(lǐng)域。但是由于單個(gè)CCD的空間分辨率有限，所以很難獲得大視場高分辨率圖像。目前國內(nèi)外常見方法是多個(gè)攝像頭組合成一個(gè)攝像陣列，然后采用圖像拼接方法。當(dāng)前圖像拼接方法主要是通過一定的算法搜尋相鄰兩幅圖像中相同的對象，從而確定它們的相對位置，這就要求兩幅圖像中必須具有比較明顯特征的同一個(gè)對象，并且要求兩幅圖像重疊比例也較大，還有算法耗時(shí)。還有一種是本課題組提出的按著攝像機(jī)視場重合的固定比例進(jìn)行剪切的直接拼接法，這種方法要求CCD的對齊精度很高，特別是這種方法在物距變化時(shí)，拼接誤差很大。還有利用光學(xué)棱鏡把大視場高分辨率圖像分解成幾個(gè)部分，再利用CCD成像，但是這種方法分解的個(gè)數(shù)只有3個(gè)，非常有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種快捷、高質(zhì)量獲得高分辨率大視場數(shù)字圖像的大視場高分辨率成像裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于光纖的大視場高分辨率成像裝置及其拼接方法。

一種基于光纖的大視場高分辨率成像裝置及其拼接方法，裝置包括大視場高分辨率光學(xué)成像鏡頭、一分N光纖傳像束、N個(gè)CCD(CCD為電荷藕合元件)、N路輸入的圖像采集卡、計(jì)算機(jī)和顯示器，其中N≥2，其特征在于：一分N光纖傳像束安裝在大視場高分辨率光學(xué)成像鏡頭的像平面處，把大視場高分辨率的光學(xué)圖像分成N個(gè)部分，其中一分N光纖傳像束的每一個(gè)對接著一個(gè)CCD，每個(gè)CCD分別對各個(gè)小視場成像，各個(gè)CCD通過N路輸入的圖像采集卡與計(jì)算機(jī)相連接，所述計(jì)算機(jī)用于把各個(gè)CCD采集的小視場圖像按著固有的排列規(guī)律利用拼接算法拼接成一個(gè)高分辨率大視場的數(shù)字圖像。

前述的一種基于光纖的大視場高分辨率成像裝置的拼接方法，其特征在于具有以下步驟：

(1)首先根據(jù)一分N光纖傳像束的排列規(guī)律直接把對應(yīng)的CCD采集的小視場圖像拼接起來；

(2)將相鄰兩幅圖像的其中一幅旋轉(zhuǎn)1°，對于圖像變換中產(chǎn)生的原圖中非整數(shù)位置點(diǎn)采用最鄰近插值計(jì)算該點(diǎn)像素值；

(3)取未旋轉(zhuǎn)圖像邊緣的最后一列的4/5作為模板，其中上下各余1/10，將旋轉(zhuǎn)圖像作為待匹配圖像，在待匹配圖像的第一列中從第一個(gè)象素開始依次向下取與模板相同個(gè)數(shù)的像素作為子圖，計(jì)算模板與子圖的相關(guān)系數(shù)，然后向下移動(dòng)一個(gè)像素，每移動(dòng)一個(gè)像素，計(jì)算一次模板與子圖的相關(guān)系數(shù)，并記下其行列位置及這次旋轉(zhuǎn)角度；

(4)當(dāng)待匹配圖像的子圖移動(dòng)到第一列象素的底端時(shí)，再向右移動(dòng)按步驟(3)的方法計(jì)算下一列象素；

(5)當(dāng)設(shè)定的待匹配圖像中的列數(shù)計(jì)算完畢后，返回到步驟(2)；

(6)當(dāng)達(dá)到設(shè)定的最大旋轉(zhuǎn)角度時(shí)，排序后，取相關(guān)系數(shù)最大值，并按相關(guān)系數(shù)最大時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度和行列位置補(bǔ)償圖像；

(7)最后，分別計(jì)算兩幅相鄰圖像在拼接縫處重疊部分M列的R、G、B三通道色差值，去掉一部分最大和最小值后，再取均值，然后以此均值補(bǔ)償待匹配圖像；

(8)對N個(gè)CCD采集的相鄰圖像進(jìn)行(1)到(7)步拼接，得到大視場高分辨率數(shù)字圖像。

本發(fā)明的工作原理是：利用光纖傳像束的特性把光學(xué)成像鏡頭獲得的高分辨率大視場光學(xué)圖像分成多個(gè)小光學(xué)圖像，再通過多個(gè)CCD高分辨率成像，最后利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像直接拼接獲得大視場高分辨率數(shù)字圖像。

本發(fā)明專利的有益效果是快捷、高質(zhì)量地獲得大視場高分辨率圖像。

附圖說明

圖1為基于光纖的大視場高分辨率成像裝置組成示意圖；

圖2為一分四光纖傳像束示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明專利進(jìn)一步說明。

如圖1所示的基于光纖的大視場高分辨率成像裝置組成示意圖，包括：大視場高分辨率光學(xué)成像鏡頭1、一分四光纖傳像束2、四個(gè)CCD3、四路輸入的圖像采集卡4、計(jì)算機(jī)5和顯示器6。

如圖2所示的一分四光纖傳像束示意圖。