[發明專利]一種基于多色濾光的瞬態成像動態范圍擴展方法

有效

• 申請號: 201711084295.5
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107786818B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 嚴明;楊少華;李剛;劉璐;郭明安;李斌康
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究所
• 主分類號: H04N5/235
• 分類號: H04N5/235;H04N5/232;H04N5/225
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 胡樂

1.一種基于多色濾光的瞬態成像動態范圍擴展方法，其特征在于：所采用的圖像傳感器為彩色圖像傳感器，或者為覆蓋有多色鍍膜或多色透鏡的灰度圖像傳感器，能夠獲取不同顏色濾光像素對應的圖像灰度值；該方法利用高速相機中像增強器的高時間分辨快門功能，將瞬態現象的某一時刻場景定格；利用像增強器熒光屏余輝所具有的發光光譜特征，通過多色濾光獲取到衰減系數不同的、目標場景同一時刻的多幅子圖像，所述多幅子圖像分別對應于圖像傳感器的不同顏色濾光像素位置，其中衰減系數較小的子圖像能夠獲取亮度較低的場景圖像，衰減系數較大的子圖像能夠獲取亮度較高的場景圖像；多色濾光的空間分布要求在圖像傳感器的像素陣列上緊密交錯分布，以提高子圖像插值計算后高分辨率高動態范圍圖像的質量；

該方法具體包括以下步驟：

1】選取圖像傳感器和像增強器，并進行光學耦合；

2】對耦合后得到的成像系統，在不同光照強度下進行灰度值標定，獲取不同光強下不同顏色濾光像素對應的圖像灰度值；

3】通過所述不同顏色濾光像素對應的圖像灰度值，計算得到不同顏色濾光像素的光照強度線性度曲線；

4】在瞬態現象發生過程中，觸發像增強器開關進行曝光，使用圖像傳感器進行瞬態過程圖像記錄；

5】對獲取的瞬態過程圖像，根據不同顏色濾光像素位置分離出多色濾光對應的子圖像；

6】根據標定得到的所述光照強度線性度曲線，利用子圖像進行插值計算得到高分辨率高動態范圍瞬態圖像。

2.根據權利要求1所述的基于多色濾光的瞬態成像動態范圍擴展方法，其特征在于：子圖像的分離要求每個顏色濾光的所有像素構成該顏色濾光子圖像，不同子圖像的相應像素對應的像面空間位置相近。

3.根據權利要求1所述的基于多色濾光的瞬態成像動態范圍擴展方法，其特征在于：步驟6】中所述插值計算是采用非飽和加權插值算法。

4.根據權利要求3所述的基于多色濾光的瞬態成像動態范圍擴展方法，其特征在于：所述非飽和加權插值算法為：以相鄰的九個像素為計算窗口，對于本像素及周圍八個像素的灰度值，若像素灰度沒有超過飽和非線性閾值，則根據像素所對應的光照強度線性度曲線，對其灰度值進行加權，計算出新的灰度值，然后將九個像素的加權灰度值進行求和并取平均；若某個像素灰度值超過飽和非線性閾值，則丟棄該像素值，以未超過飽和非線性閾值的像素為計算依據；計算窗口按照Z字形進行滑動計算每一個像素，獲得高分辨率高動態范圍圖像。