[發明專利]無閃光的運動不變圖像獲取系統

有效

• 申請號: 201110457634.6
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN102655570A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: J.杰萊恩克;S.文卡特沙
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: H04N5/243
• 分類號: H04N5/243
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔣駿;盧江

背景技術

用于獲取移動對象的高質量虹膜或臉部圖像的傳統方法是為了通過使用極其短的曝光來定住對象的運動。對象必須由閃光明亮地照明以得到好的曝光圖像。該方法通常對于更大的距離而出故障，因為為了獲得可接受圖像所要求的閃光功率通常讓眼睛不安全。

產生移動對象的良好曝光圖像而不用閃光照明通常要求延長圖像曝光。利用該方法的一個缺點在于，延長圖像曝光引入運動模糊，除非對象與照相機傳感器之間的相對運動被消除。

對象相對于照相機傳感器的運動可以是真實的、表觀的或兩者。真實運動是對象和/或傳感器的物理運動的結果。真實運動用速度矢量v(t)來描述，該速度矢量被分解成兩個分量。軸向速度矢量指向傳感器并且與傳感器的光軸對準。橫向速度矢量是在與光軸垂直的X-Y平面中的速度矢量投影。軸向速度影響照相機光學器件的聚焦并對長的曝光可引入擴大的模糊。橫向速度引起運動模糊。

現有系統試圖估計速度矢量并接著移動照相機內的項目以便補償對象相對于照相機的軸向和橫向運動。可移動的透鏡廣泛地被用作為照相機中的圖像穩定元件，以抵消曝光期間的照相機抖動。一個已知方法是使用一對慣性傳感器來檢測之間的照相機運動并接著移動穩定透鏡以便補償。替換的方法利用頂端傾斜的反射鏡來補償相對運動。

盡管以上描述的方案能抵消源自照相機的運動，但它們既不能穩定移動目標的投影（即使照相機紋絲不動），并且它們也不能掌握大氣光學穩定性的效果。閃爍的一些分量將它們本身表明為表觀運動，即使目標和照相機兩者都良好的固定。

利用這些類型的方案的另一個缺點在于，它們通常不能跟蹤非常快的運動。此外，這些方法一般使用專門的機械零件，這些機械零件令它們在軍事和安全應用中的使用存在問題。

附圖說明

圖1是示出根據示例實施例的無閃光的運動不變圖像獲取系統（之后稱為“圖像獲取系統”）的簡化示意圖。

圖2A是用根據示例實施例的串列（tandem）成像設備獲取的圖像，該串列成像設備包括速度矢量估計器（VVE）成像設備和目標成像設備。

圖2B是用根據示例實施例的外圍成像設備獲取的圖像，該外圍成像設備與圖2A的串列成像設備通信。

圖3說明了與現有時間線作比較的根據示例實施例的時間線，其用于通過使用圖像獲取系統來獲取運動目標的運動不變圖像。

圖4A說明根據示例實施例的用于勻速運動的VVE成像設備的采樣率。

圖4B說明根據示例實施例的用于實際運動的VVE成像設備的采樣率。

圖5A和5B示出根據示例實施例的對以三（3）毫秒（ms）曝光而捕獲的圖像的臉部檢測。

圖6A-6D示出根據示例實施例的移動目標經過串列成像設備的視場（FOV）的示例運動模式。

圖7示出根據示例實施例的示例搜索模板選擇。

圖8示出根據示例實施例的以一（1）ms曝光和200增益所捕獲的眼部圖像。

具體實施方式

在隨后的描述中，對形成其一部分的附圖進行參考，并且其中通過說明可以實施的特定實施例的方式而示出附圖。這些實施例充分詳細地被描述以使得本領域技術人員能夠實施本發明，并且可以理解，其他實施例可被利用并且可作出結構、電學和光學上的變化而不偏離本發明的范圍。示例實施例的隨后描述因此不是要進行限制，本發明的范圍是由所附的權利要求限定。

這里描述的功能或算法可以在一個實施例中以軟件或軟件與人類實施的過程的組合來實現。軟件可以由存儲在諸如存儲器或其他類型的存儲裝置的計算機可讀媒體上的計算機可執行指令組成。此外，這種功能對應于模塊，模塊是軟件、硬件、固件或其組合。多個功能可以按期望在一個或多個模塊中執行，并且所描述的實施例僅僅是例子。軟件可以在數字信號處理器、ASIC、微處理器、或其他類型的處理器上執行，這些處理器在成像系統（比如照相機）上和計算機系統（比如個人計算機、服務器或其他計算機系統）上直接操作。