[發明專利]一種車載或機載圖像采集與重構方法及使用該方法的系統

有效

• 申請號: 201210180128.1
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN102739946A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 季向陽;譚天;武迪;戴瓊海
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N5/235;H04N5/217;G03B15/05
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及計算機圖像采集與重構技術領域，特別涉及一種車載或機載圖像采集與重構方法及使用該方法的系統。

背景技術

在車載或機載成像環境下，要實現圖像采集和清晰的圖像重構，主要需要解決三個方面的問題：一是車窗或機窗玻璃附著物對成像質量的影響，二是車窗或機窗玻璃反光帶來的成像影響，三是高速運動下的抖動模糊。目前，針對車窗或機窗玻璃附著物對成像質量的影響，哥倫比亞大學的Gu等在拍攝相機可以取得的情況下，通過多幅帶遮擋的取樣圖片估算出由于附著物帶來的衰減圖樣a和散射圖樣b，通過a、b進而可以求解出原圖像，而如果拍攝相機無法取得，則通過一組拍攝圖片或一段拍攝視頻來求解，用取樣圖像的平均值Avg(I)和取樣圖像梯度大小的平均值Avg(|I|)進行多項式迭代匹配便可以得到原圖像的Avg(I0)和Avg(|I0|)，進而可以得到衰減圖樣a和散射圖樣b，對于外界光照強度，則分別對于視頻的每一幀圖像進行求解，最后對于每一幀的圖像帶入a、b、以及對應的外界光照強度值即可還原到原圖像。針對車窗或機窗玻璃反光帶來的影響，利用傳統的梯度投影法進行求解，有可能丟失低頻信息或使圖像顏色失真。而針對高速運動下的抖動模糊，傳統矩形卷積函數的頻譜具有多零點，其對原圖像的高頻信息損失較大。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題，特別創新地提出了一種車載或機載圖像采集與重構方法及使用該方法的系統。

為了實現本發明的上述目的，根據本發明的第一個方面，本發明提供了一種車載或機載圖像采集與重構方法，其包括如下步驟：

S1：采集車窗或機窗玻璃附著物的成像特性信息，采集車窗或機窗玻璃的反射透射信息和采集運動模糊采集場景的信息；

S2：構建成像模型，分析提取實際成像系統及場景先驗；

S3：分解成像要素，獲取車窗或機窗玻璃附著物的成像特性參數，獲取車窗或機窗玻璃反射透射參數，獲取運動載荷的運動參數；

S4：分離場景信號，并基于場景先驗對分離場景信號進行有效增強，提高信噪比；

S5：基于步驟S2獲得的成像模型和步驟S3獲得的參數及成像要素的解析結果，實現車載或機載圖像效果的渲染與重現。

本發明車載或機載圖像采集與重構方法解決了車窗或機窗玻璃附著物、車窗或機窗玻璃反光和高速運動下的抖動模糊對圖像采集和重構的影響，能夠得到高質量的成像結果。

為了實現本發明的上述目的，根據本發明的第二個方面，本發明提供了一種車載或機載圖像采集與重構系統，其包括：相機及與其相連的成像傳感器；位于所述相機鏡頭前的第一極化器，所述第一極化器用于濾除玻璃反射的極化光，只留下玻璃附著物的散射光進入相機鏡頭；可編程快門，所述可編程快門與所述相機相連，所述可編程快門用于控制所述相機進行編碼曝光以去除運動模糊；可控光源及與所述可控光源連接的第二極化器，所述可控光源用于增強車內場景的光線和進入相機的進光量，所述第二極化器用于產生具有極化特性的光線。

本發明的車載或機載圖像采集與重構系統通過利用帶極化器的可控光源、帶極化器的可控鏡頭和可編程快門，解決了車窗或機窗玻璃附著物、車窗或機窗玻璃反光和高速運動下的抖動模糊對圖像采集和重構的影響，能夠得到高質量的成像結果。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1本發明車載或機載圖像采集與重構系統的一種優選實施方式的結構示意圖；

圖2是本發明車載或機載圖像采集與重構方法的步驟流程圖；

圖3是利用極化采集的系統示意圖；

圖4是極化采集系統的光路原理示意圖；

圖5是利用閃光非閃光圖像對采集的系統示意圖；

圖6是閃光非閃光圖像對采集系統的光路原理示意圖；

圖7是實時采集的系統示意圖；

圖8是實時采集系統操作步驟示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。