一种基于差异性复眼透镜的成像装置及其成像方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于差异性复眼透镜的成像装置及其成像方法，基于复眼透镜结构及成像原理以及结合了传播函数特征提取技术和差异图像处理技术将图像经复眼透镜成像在光电传感器上，并经图像区域分割、传递函数处理、信息差异处理，并最终进行图像融合，实现所需图像和信息输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学
，涉及一种复眼透镜制作方法及装置，特别是一种可调控复眼透镜制作方法及装置，主要应用于光学成像、光电成像、光电检测、物质分析、激光加工、光学照明、投影技术、光学显微、光学操控、光通讯、人工智能、机器人、移动终端等领域中的透镜阵列制作及装置应用。
技术介绍
成像广泛存在于移动终端、机器人、光电系统、光电检测、物质分析、光学照明、投影技术、光学显微、光学操控、光通讯、人工智能、物联网、环境感知、制导导航、文物保护等领域，例如，在移动终端领域更加突显图像采集的重要性，智能手机上设置有图像采集处理部件已成为一种广泛存在的硬件和软件配置，得到了快速发展。复眼是相对于单眼而言的，自然界中的复眼是昆虫的主要视觉器官，通常在昆虫的头部占有突出的位置，复眼由多数小眼组成。基于复眼工作原理开发的透镜成为复眼透镜，是由一系列小透镜组合形成，在本质上，复眼透镜是微小透镜阵列，所以在一些光学系统涉及到的透镜阵列也属于复眼透镜。在先技术中存在一种复眼透镜的成像方法，参见美国授权专利(United StatesPatent)，Compound lens imaging device，专利号为 US8760558B2，专利日期为2014年6月24日，专利申请人是日本理理光公司，即Ricoh Company，Ltd.，Tokyo (JP)，专利技术人为Nobuhiro Morita等六人。此在先技术虽然具有一定的优点，但是仍然存在本质不足:1)本方法包含面向物方的复眼透镜和面向像方的复眼透镜，有两组复眼透镜，并且这两组复眼透镜要同轴，因此制作工艺复杂、光电结构复杂、系统难于实现；2)在构建过程中，要求复眼透镜中的透镜单元开口直径一致，并且要求每个透镜单元的后焦距一致，限制了复眼透镜选择、设计和优化，同时增加了系统的实施难度，影响系统构建的灵活性；3)本方法中处理和得到的均是焦平面图像信息，并且基于物理量是照度，影响采集和处理图像的效果，获得图像信息量有限，影响方法的集成和功能扩充灵活性。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的技术问题提出了，具体方案如下:一种基于差异性复眼透镜的成像装置，包括图像光源以及沿光源光束出射方向依次设置的复眼透镜和用于采集经过所述复眼透镜图像信息的光电传感器，所述的复眼透镜包括多个子透镜单元，且所述复眼透镜包含的多个子透镜单元中具有多个焦距值，其特征在于，还包括:图像采集处理模块:与所述光电传感器连接，用于对光电传感器上光电信号进行整体采集并进行子成像区域分割，最终得到图像特性与复眼透镜初始条件之间的关系；传递函数处理模块:与所述图像采集处理模块连接，用于对每个子成像区域的图像信息进行传递函数处理和传递函数特征提取；信息差异处理模块:与所述图像采集处理模块连接，用于对每个子成像区域的图像?目息进行图像?目息差异处理；图像融合模块:分别于所述传递函数处理模块和所述信息差异处理模块连接，用于对经所述传递函数处理模块和所述信息差异处理模块处理后的图像信息进行超分辨率图像信息处理和三维信息提取，实现所需关注的图像信息进行信息输出。上述方案中基于仿生学复眼透镜成像原理，同时结合传播函数特征提取技术和差异图像处理技术，物空间的图像经过复眼透镜成像在二维光电传感器平面上，复眼透镜中不同区域的子透镜单元具有不同的焦距，即对于单个子透镜单元而言，其焦距值固定；但每个子透镜单元之间的焦距值不同。二维光电传感器上呈现图像是存在信息差异的物空间图像阵列，经过成像区域分割后，进行传递函数处理模块和信息差异处理模块进行处理；输出信息由图像融合模块进行超分辨率图像信息处理和三维信息提取，实现所需关注图像特征信息成像和信息输出。作为优选，所述的复眼透镜为玻璃复眼透镜、树脂复眼透镜、塑料复眼透镜、复合机构复眼透镜的一种。作为优选，所述的光电传感器为电荷耦合器件、互补金属氧化物半导体光电传感器的一种。作为优选，每个所述的子透镜单元的开口直径唯一。即不要求每个子透镜单元的开口直径保持一致，同样也不要求每个子透镜单元的焦距保持一致，因此，系统构建灵活并且对机械要求低。一种基于差异性复眼透镜的成像方法，包括以下步骤:(I)图像光源将图像投射于复眼透镜，图像光束经复眼透镜后入射至光电传感器并被光电传感器采集；其中，复眼透镜的每个子透镜具有不同焦距值，并分别对图像光束在光电传感器的不同区域进行成像；(2)图像采集处理模块对光电传感器采集的图像整体采集并进行成像区域分割；(3)传递函数处理模块对经区域分割处理后的每个子成像区域图像信息进行传递函数处理和传递函数特征提取；信息差异处理模块对经分割处理后的每个子成像区域图像?目息进行?目息差异处理；(4)图像融合模块对经所述传递函数处理模块和所述信息差异处理模块处理后的图像信息进行超分辨率图像信息处理和三维信息提取，实现所需关注的图像信息进行信息输出。上述成像方法基于仿生学复眼透镜成像原理，同时结合传播函数特征提取技术和差异图像处理技术，物空间的图像经过复眼透镜成像在光电传感器平面上，复眼透镜中每一个透镜单元具有不同的焦距，二维光电传感器上呈现图像是存在信息差异的物空间图像阵列，经过成像区域分割后，进行传递函数处理模块和信息差异处理模块进行处理；输出信息由图像融合模块进行超分辨率图像信息处理和三维信息提取，实现所需成像和信息输出。作为优选，在第(I)步之前还包括以下步骤:图像光源出射宽场平行入射光束将已知标准图像投射至复眼透镜，图像采集处理模块采集光电传感器图像信息，处理后得到已知标准图像特性与复眼透镜初始条件之间的关系并存储。在进行具体图像的成像之前，先测定标准图形和复眼透镜的初始条件之间的关系，然后将此对应关系存储起来，在此后的成像中就可以直接利用此对应关系，从复眼透镜成像情况中推出物的信息。本专利技术的，基于复眼透镜结构及成像原理以及结合了传播函数特征提取技术和差异图像处理技术将图像经复眼透镜成像在光电传感器上，并经图当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于差异性复眼透镜的成像装置，包括图像光源以及沿光源光束出射方向依次设置的复眼透镜和用于采集经过所述复眼透镜图像信息的光电传感器，所述的复眼透镜包括多个子透镜单元，且所述复眼透镜包含的多个子透镜单元中具有多个焦距值，其特征在于，还包括：图像采集处理模块：与所述光电传感器连接，用于对光电传感器上光电信号进行整体采集并进行子成像区域分割，最终得到图像特性与复眼透镜初始条件之间的关系；传递函数处理模块：与所述图像采集处理模块连接，用于对每个子成像区域的图像信息进行传递函数处理和传递函数特征提取；信息差异处理模块：与所述图像采集处理模块连接，用于对每个子成像区域的图像信息进行图像信息差异处理；图像融合模块：分别于所述传递函数处理模块和所述信息差异处理模块连接，用于对经所述传递函数处理模块和所述信息差异处理模块处理后的图像信息进行超分辨率图像信息处理和三维信息提取，实现所需关注的图像信息进行信息输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：樊兆华，黄灏，高秀敏，
申请(专利权)人：杭州清渠科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33