[發(fā)明專利]一種基于電子快門曝光編碼的成像方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310539187.8
• 申請日: 2013-11-04
• 公開（公告）號(hào): CN103595922A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)明;李斌康;楊少華;郭明安;羅通頂;李剛
• 申請（專利權(quán)）人: 西北核技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H04N5/235
• 分類號(hào): H04N5/235
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

1.一種基于電子快門曝光編碼的成像方法，其特征在于：包括如下步驟：

1】獲取景物圖像的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)以及設(shè)置曝光參數(shù)；其中，根據(jù)所拍攝景物對相機(jī)時(shí)間分辨能力的要求設(shè)置曝光時(shí)間片長度T；根據(jù)所拍攝景物的變化過程持續(xù)時(shí)間或者說拍攝者所關(guān)心的變化持續(xù)時(shí)間設(shè)置曝光全過程的時(shí)間片個(gè)數(shù)N；根據(jù)不同拍攝對象場景變化的時(shí)間域特征設(shè)置曝光二進(jìn)制編碼B1B2B3…BN；

2】曝光、轉(zhuǎn)移及輸出：

2.1】編碼曝光階段：電子快門的曝光控制信號(hào)受曝光編碼的控制，若時(shí)間片T_I對應(yīng)的編碼B_I為1，則在該時(shí)間片內(nèi)，電子快門打開，像素單元光敏區(qū)接受景物光并產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電荷；若B_I為0，則該時(shí)間片，電子快門不打開，等待一個(gè)時(shí)間片長度后進(jìn)行下一時(shí)間片的曝光操作；

2.2】曝光轉(zhuǎn)移階段：進(jìn)入下一時(shí)間片的曝光，對圖像傳感器的像素光敏區(qū)重復(fù)上述的步驟2.1的曝光過程，若上一時(shí)間片有曝光，則進(jìn)行光敏區(qū)感應(yīng)電荷向存儲(chǔ)區(qū)的轉(zhuǎn)移過程；如此反復(fù)，經(jīng)過N個(gè)時(shí)間片曝光過程后，圖像傳感器經(jīng)過一次完整的編碼曝光，N個(gè)時(shí)間片所獲得的圖像信息累積存儲(chǔ)在像素存儲(chǔ)區(qū)中；2.3】將圖像傳感器中存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)輸出，獲得一副曝光編碼圖像；

3】解碼還原：

3.1】首先根據(jù)景物圖像的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)和時(shí)間片信息進(jìn)行點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)實(shí)例化，獲得對應(yīng)時(shí)間片的反卷積矩陣；

3.2】使用時(shí)間片對應(yīng)的反卷積矩陣對曝光編碼圖像進(jìn)行反卷積運(yùn)算，得到對應(yīng)時(shí)間片的景物圖像；

3.3】對N個(gè)時(shí)間片重復(fù)步驟3.1】和3.2】，即得到每個(gè)時(shí)間片對應(yīng)的景物圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電子快門曝光編碼的成像方法，其特征在于：所述獲取景物圖像的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的方法如下：

利用分光系統(tǒng)和外部觸發(fā)信號(hào)，使一臺(tái)低分辨率高速成像相機(jī)對同一景物進(jìn)行三次拍攝成像，曝光一個(gè)時(shí)間片T長度，三次曝光成像時(shí)刻分別對應(yīng)景物快速變化的開始階段、過程中以及接近結(jié)束階段，即開始幀F(xiàn)rameS、過程幀F(xiàn)rameM和結(jié)束幀F(xiàn)rameE；

對開始幀、過程幀和結(jié)束幀圖像，進(jìn)行不同灰度閾值條件下的圖像輪廓提取，或者進(jìn)行灰度梯度計(jì)算得到圖像的灰度梯度圖；

根據(jù)輪廓提取結(jié)果和灰度梯度信息，對開始幀與過程幀、過程幀與結(jié)束幀分別進(jìn)行模型匹配，獲取景物圖像不同灰度閾值條件下，在圖像中的位置或擴(kuò)散信息；

根據(jù)三幀圖像拍攝的時(shí)間片信息T_S、T_M、T_E以及景物在不同圖像幀中的位置和擴(kuò)散信息，分別計(jì)算出景物圖像在開始幀、過程幀與結(jié)束幀三個(gè)時(shí)間片之間的兩個(gè)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)PSF₁、PSF₂。