[發明專利]基于雙相機陣列的合成孔徑目標多視角成像方法

有效

• 申請號: 201610044284.3
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105589072B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 裴炤;張艷寧;孫莉;馬苗;汪西莉;郭敏
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種基于雙相機陣列的合成孔徑目標多視角成像方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一、采用前后對稱的雙面黑白格對稱標定版，選定兩相機陣列平面的交線作為所有聚焦平面簇的交線，利用Scheimpflug配置對雙相機陣列進行標定；平面π_r為選定的參考平面，k為兩相機陣列平面的交線；利用雙面黑白格對稱標定板，分別在距平面π_r不同角度且均相交于k的若干平面上對雙相機陣列進行標定，獲得相機間距離參數ΔX，應用公式(1)得到視差Δp

Δp=ΔX·θ-rθ,---(1)]]>

式中，θ為任意平面與某一相機陣列的夾角大小，r為參考平面與該相機陣列的夾角；

基于視差，將各相機陣列聚焦平面，投影至相交于直線k的平面簇上，應用公式(2)獲得在穿過k任意傾斜角度平面π_θ的合成孔徑成像結果

Iiθ=Iir(m+Δp)---(2)]]>

式中，為相機陣列中各視角投影在參考平面π_r的投影圖像N為單相機陣列中的相機數目，i為相機序號；

步驟二、采用基于方差的合成孔徑成像算法對各個深度合成孔徑圖像進行統計，應用公式(3)計算各視角各對應像素m的方差

var(m)=1NΣi=1N(Iiθ(m)-uiθ(m))2,---(3)]]>

其中

uiθ(m)=1NΣi=1NIiθ(m)---(4)]]>

式中，為聚焦角度θ上對應m點的均值；設一個角度范圍為D；

在統計的基礎上，當焦平面接近最優聚焦角度時，目標上對應像素點m的方差將會越接近于H，H為一接近于0的值，應用公式(5)得到m在角度θ的標記值

fmθ=1var(m)<H0otherwise,---(5)]]>

在當前存在目標區域范圍內，搜索角度范圍中最優角度是D中具有最小方差的角度，即

d＝arg min_D{var(I)}.(6)

式中，d為某一相機陣列在探測區域D中的最優角度；

步驟三、從每個相機的參考視角中的位置確定合成孔徑成像中的各像素值；

Iir(m)=Iir(m-Δp)---(7)]]>

通過被標記的合成孔徑成像得到每個相機視角在不同深度的被標記的參考平面圖像；再應用公式(8)將參考平面上每個相機視角的所有深度范圍內的標記單獨融合；

式中，&&表示在同一位置不同深度的每個標記的與操作；f表示某像素點的標記，若θ從0到π，中有一個標記為0，則為0，否則為1；將被標記的參考圖像投影至第二相機陣列目標平面；計算每個相機視角的圖像的平均值并去除被標記為0的像素；通過應用公式(9)去除遮擋后得到最終的透視結果；

式中，為最終的透視結果。