[發(fā)明專利]基于同步掃描條紋相機(jī)的非視域動(dòng)態(tài)成像方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010212152.3
• 申請(qǐng)日: 2020-03-24
• 公開（公告）號(hào): CN111476897B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 裴承全;戴瓊海;吳嘉敏;范靜濤;喬暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T17/10
• 分類號(hào): G06T17/10;G06T11/00;G01S17/894
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 王艷斌

本發(fā)明公開了一種基于同步掃描條紋相機(jī)的非視域動(dòng)態(tài)成像方法及裝置，其中，該方法包括：通過轉(zhuǎn)鏡移動(dòng)光源對(duì)待成像物體的多個(gè)位置的進(jìn)行掃描；利用位置不同的多臺(tái)同步掃描條紋相機(jī)采集所述待成像物體的多張不同位置的條紋圖像；根據(jù)其中一臺(tái)同步掃描條紋相機(jī)采集的多張不同位置的條紋圖像以及反向投影算法對(duì)所述待成像物體進(jìn)行重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所述待成像物體的靜態(tài)三維成像；根據(jù)多臺(tái)同步掃描條紋相機(jī)采集的多張不同位置的條紋圖像和時(shí)間解耦方式對(duì)所述待成像物體進(jìn)行成像獲得所述待成像物體的三維動(dòng)態(tài)信息。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)高效高質(zhì)量的非視域成像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及攝像學(xué)成像技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于同步掃描條紋相機(jī)的非視域動(dòng)態(tài)成像方法及裝置。

背景技術(shù)

近年來，計(jì)算攝像學(xué)已經(jīng)成為交叉視覺、圖形學(xué)、攝像學(xué)、信號(hào)處理等領(lǐng)域的國(guó)際前沿?zé)狳c(diǎn)研究，如何充分利用計(jì)算方法不斷提升新的成像設(shè)備引起了廣泛的關(guān)注。非視域成像技術(shù)主要用于探測(cè)城市街道拐角處、房屋內(nèi)的隱藏物體，能夠繞過拐角或障礙物對(duì)隱藏目標(biāo)物體成像，實(shí)現(xiàn)視線以外區(qū)域定位目標(biāo)，充分的利用計(jì)算攝像學(xué)的手段提升這種成像的性能具有十分重要的意義。

非視域成像(Non-line-of?vision?imaging)技術(shù)與傳統(tǒng)的光學(xué)成像技術(shù)最大的不同在于:它是對(duì)人眼看不到的區(qū)域的隱藏物體成像。傳統(tǒng)的光學(xué)成像技術(shù)是通過探測(cè)器對(duì)于能夠看到的物體進(jìn)行成像，而非視域成像技術(shù)是專門針對(duì)于隱藏物體進(jìn)行成像。這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)是利用激光照射到中介面上，進(jìn)行漫反射，光經(jīng)過一次或者多次漫反射后傳輸?shù)诫[藏物體上，從而間接獲取隱藏物體的信息，最終對(duì)隱藏物體進(jìn)行成像。近10多年來，隨著激光成像技術(shù)、探測(cè)器技術(shù)以及計(jì)算成像技術(shù)的不斷成熟，非視域成像技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。2010年MIT的Ahmed?Kirmani等人使用飛行時(shí)間(TOF,Time?of?Flight)相機(jī)和多路徑分析實(shí)現(xiàn)了一種新型的理解場(chǎng)景的時(shí)間像分析的算法；2011年瑞典的OveSteinvall等人研究了窗戶玻璃的反射特性，用激光主動(dòng)照明，用PMD?Tec作接收探測(cè)器，對(duì)比了窗戶不同的反射角度對(duì)反射成像和透射像的影響，結(jié)果顯示入射角度越高反射像越強(qiáng)且越清晰；2012年的MIT的Andreas?Velten等人利用飛行時(shí)間測(cè)量技術(shù)和計(jì)算重構(gòu)算法來處理由于漫反射所混淆的圖像信息；2018年MIT學(xué)者采用了SPAD探測(cè)器實(shí)現(xiàn)了非視域三維重構(gòu)；2019年Vivek采用反小孔成像的方案實(shí)現(xiàn)了采用普通相機(jī)可實(shí)現(xiàn)非視域目標(biāo)成像的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種基于同步掃描條紋相機(jī)的非視域動(dòng)態(tài)成像方法，該方法可以實(shí)現(xiàn)高效高質(zhì)量的非視域成像。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種基于同步掃描條紋相機(jī)的非視域動(dòng)態(tài)成像裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面實(shí)施例提出了一種基于同步掃描條紋相機(jī)的非視域動(dòng)態(tài)成像方法，包括：

通過轉(zhuǎn)鏡移動(dòng)光源對(duì)待成像物體的多個(gè)位置的進(jìn)行掃描；

利用位置不同的多臺(tái)同步掃描條紋相機(jī)采集所述待成像物體的多張不同位置的條紋圖像；

根據(jù)其中一臺(tái)同步掃描條紋相機(jī)采集的多張不同位置的條紋圖像以及反向投影算法對(duì)所述待成像物體進(jìn)行重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所述待成像物體的靜態(tài)三維成像；

根據(jù)多臺(tái)同步掃描條紋相機(jī)采集的多張不同位置的條紋圖像和時(shí)間解耦方式對(duì)所述待成像物體進(jìn)行成像獲得所述待成像物體的三維動(dòng)態(tài)信息。

本發(fā)明實(shí)施例的基于同步掃描條紋相機(jī)的非視域動(dòng)態(tài)成像方法，利用同步掃描條紋相機(jī)在采集弱光方面的優(yōu)勢(shì)并結(jié)合條紋相機(jī)具有探測(cè)飛行時(shí)間的功能，采用單臺(tái)相機(jī)可以獲得非視域目標(biāo)的靜態(tài)三維成像，采用兩臺(tái)相機(jī)通過時(shí)間解耦的方法獲得非視域三維動(dòng)態(tài)成像。該方案實(shí)現(xiàn)易操作，能夠?qū)崿F(xiàn)高效高質(zhì)量的非視域成像技術(shù)。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的基于同步掃描條紋相機(jī)的非視域動(dòng)態(tài)成像方法還可以具有以下附加的技術(shù)特征：