[發明專利]超高分辨率寬場成像系統

有效

• 申請號: 201410330951.5
• 申請日: 2014-07-13
• 公開（公告）號: CN104079808B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 邵曉鵬;杜娟;彭立根;駱秋樺;吳騰飛;劉飛;王嬌陽;許潔;代偉佳
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N5/232;G02B27/58
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心61205
• 代理人: 王品華,朱紅星

1.一種超高分辨率寬場成像系統，包括：光學裝置(1)和圖像處理單元(2)，其特征在于：光學裝置(1)包括：單心球形主物鏡(11)、微相機陣列(12)、探測器陣列(13)和微相機控制模塊(14)；微相機陣列(12)和探測器陣列(13)均勻分布在單心球形主物鏡(11)的同一側，且位于與該主物鏡同心的兩個不同球面上；不同視場的光線從物空間入射至單心球形主物鏡(11)，經單心球形主物鏡(11)透射后到達微相機陣列(12)，再經微相機陣列(12)二次透射到探測器陣列(13)上成像；微相機陣列(12)中的每一個微相機和探測器陣列(13)中對應的探測器與單心球形主物鏡(11)構成一個子光路，物空間的光線通過每個子光路后在探測器上生成一幅子圖像，這些子圖像經圖像處理單元(2)拼接后合成一幅寬場高分辨率圖像；

所述微相機陣列(12)，由n個相同的微相機組成，其中M為拍攝水平視場角，N為垂直視場角，符號表示向上取整；每個微相機將單心球形主物鏡(11)的寬視場分為16.545°的小視場，相鄰兩個微相機有2.463°的視場重疊。

2.根據權利要求1所述的超高分辨率寬場成像系統，其特征在于：所述單心球形主物鏡(11)，其中心為兩個半球鏡，每個半球鏡的外側均包覆著彎月形透鏡。

3.根據權利要求2所述的超高分辨率寬場成像系統，其特征在于：兩個半球鏡采用F_SILICA材料，兩個彎月形透鏡均采用S-NBH8材料。

4.根據權利要求1所述的超高分辨率寬場成像系統，其特征在于：每一個微相機包括8片薄透鏡，從左至右依次采用S-BAH10、S-LAH51、S-TIH53、S-FSL5、S-NBH55、S-BSM16、S-TIM5、S-BSL7材料。

5.根據權利要求1所述的超高分辨率寬場成像系統，其特征在于：所述探測器陣列(13)采用面陣CMOS探測器，每個探測器位于其對應的微相機的焦平面上。

6.根據權利要求1所述的超高分辨率寬場成像系統，其特征在于：所述微相機控制模塊(14)，其與探測器陣列(13)連接，用于控制探測器陣列(13)中各個探測器的曝光時刻、曝光時間，以對場景進行拍照，并將探測器的拍照結果送到圖像處理單元(2)進行拼接處理，輸出一幅寬視場高分辨率圖像。

7.根據權利要求1所述的超高分辨率寬場成像系統，其特征在于：圖像處理單元(2)包括圖像拼接模塊(21)、存儲器(22)和顯示器(23)，該圖像拼接模塊(21)通過基于特征點匹配的圖像拼接算法對在探測器陣列上生成的每一個子圖像進行拼接處理，得到寬視場高分辨率圖像，該存儲器(22)對該高分辨率圖像進行存儲，并通過顯示器(23)顯示。

8.根據權利要求7所述的超高分辨率寬場成像系統，其特征在于：圖像拼接模塊(21)，包括：特征點提取子模塊(211)、特征點匹配子模塊(212)和圖像融合子模塊(213)，該特征點提取子模塊(211)，提取在探測器陣列上生成的每幅子圖像中的特征點；該特征點匹配子模塊(212)，對相鄰兩幅子圖像中的特征點進行匹配，得到相鄰兩幅子圖像的重疊區域；該圖像融合子模塊(213)，根據子圖像間的重疊區域，對所有子圖像進行融合得到寬場高分辨率圖像。