一种基于分布式相机阵列的运动目标去模糊方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分布式相机阵列的运动目标去模糊方法，按照以下步骤实施：步骤1、搭建分布式相机阵列系统；步骤2、阵列内目标关联，再对关联后的图像序列进行运动目标3D场流估计；步骤3、对3D场流序列分别进行采样，利用三角变换方法根据采样点估计得到模糊目标的运动点；步骤4、根据运动点，并通过线性插值方法估计出模糊目标的模糊核函数；步骤5、对模糊动目标分割得到目标序列，使用步骤4得到的模糊核函数反卷积得到目标的去模糊图像。不同相机阵列间采用多帧频多曝光策略，克服单个相机曝光时间和高分辨图像获取的矛盾；利用相机阵列的配置，提高视场的探测范围，达到较大探测视场需求下的运动目标去模糊。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学探测
，涉及一种基于分布式相机阵列的运动目标去模糊 方法。
技术介绍
在多相机阵列光学探测系统中，由于探测视场中运动目标移动速度过快以及相机 曝光时间设置较长，就会导致在相机曝光开始和曝光结束之间目标移动相对较大位移而形 成目标重影，即，运动模糊效应。清晰的目标图像是目标检测、跟踪、识别的重要前提，因此， 研宄高精度，高可靠性的运动目标去模糊方法是提高光学探测系统目标检测、跟踪、识别效 果的重要手段。现有运动目标去模糊方法主要分两类：一是针对单幅运动模糊图像不断优 化算法效果的软件主导方法；二是通过提高硬件设备条件，比如增加相机数量，提高处理中 心运算性能等方法来降低软件复杂度的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，以解决现 有方法中探测范围小以及不能充分利用相机阵列间基线长度的优势来提供必要的多视角 下的目标运动信息。 本专利技术所采用的技术方案是，， 按照以下步骤实施： 步骤1、搭建分布式相机阵列系统，系统包括依次间隔设置的阵列1、阵列2和阵列 3,每个阵列包括两个或两个以上的相机，其中，阵列间视场保证一致，阵列内两相机形成小 交叉视场，阵列1和阵列3采用高帧频低曝光策略，得到高速低曝光图像序列S1和S2,阵列 2采用低帧频高曝光策略，得到低速高曝光图像序列S3 ; 步骤2、对阵列1和阵列3得到的图像序列S1和S2分别进行阵列内目标关联，得 到两组关联后的图像序列G1和G2，再对关联后的图像序列进行运动目标3D场流估计，得到 3D场流序列； 步骤3、对步骤2得到的3D场流序列分别进行采样，各得到6个运动采样点，利用 三角变换方法将6对采样点变换至阵列2的视场中，估计得到模糊目标的6个运动点； 步骤4、根据步骤3得到的6个运动点，并通过线性插值方法估计出模糊目标的模 糊核函数； 步骤5、对阵列2得到的图像序列S3进行模糊动目标分割得到目标序列03,使用 步骤4得到的模糊核函数反卷积得到分割目标的去模糊图像。 进一步的，步骤2中阵列内目标关联的具体方法为：利用提前标定的相机内外参 数，通过混合高斯模型，分别对步骤1中得到的图像序列S1和S2进行运动目标分割，然后 利用模板匹配，在目标出现在交叉视场时刻，分别使用分割出的目标〇 lt和〇 21与该时刻S1 中的图像Jlt进行模板匹配，对比两次匹配结果，完成目标关联，分别得到关联后的图像序 列G1和G2。 进一步的，步骤2中运动目标3D场流估计的具体方法为：对图像序列G1和G2检 测图像特征点并匹配，通过其中同一时刻的左右图像求得该时刻图像的视差图(_<,.>?,)， 通过单个序列连续两个时刻的图像求得图像光流图和Of (<4)，相应的计算 公式如下：【主权项】1. ，其特征在于，按照以下步骤实 施： 步骤1、搭建分布式相机阵列系统，所述系统包括依次间隔设置的阵列1、阵列2和阵列 3,所述每个阵列包括两个或两个以上的相机，其中，所述阵列间视场保证一致，所述阵列内 两相机形成小交叉视场，所述阵列1和所述阵列3采用高帧频低曝光策略，得到高速低曝光 图像序列Sl和S2,所述阵列2采用低帧频高曝光策略，得到低速高曝光图像序列S3 ; 步骤2、对所述阵列1和所述阵列3得到的图像序列Sl和S2分别进行阵列内目标关 联，得到两组关联后的图像序列Gl和G2,再对关联后的图像序列进行运动目标3D场流估 计，得到3D场流序列； 步骤3、对所述步骤2得到的3D场流序列分别进行采样，各得到6个运动采样点，利用 三角变换方法将所述6对采样点变换至所述阵列2的视场中，估计得到模糊目标的6个运 动点； 步骤4、根据所述步骤3得到的6个运动点，并通过线性插值方法估计出模糊目标的模 糊核函数； 步骤5、对所述阵列2得到的图像序列S3进行模糊动目标分割得到目标序列03,使用 所述步骤4得到的模糊核函数反卷积得到分割目标的去模糊图像。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤2中阵列内目标关联的具体方 法为：利用提前标定的相机内外参数，通过混合高斯模型，分别对步骤1中得到的图像序列 Sl和S2进行运动目标分割，然后利用模板匹配，在目标出现在交叉视场时刻，分别使用分 割出的目标O lt和〇 21与该时刻Sl中的图像J lt进行模板匹配，对比两次匹配结果，完成目标 关联，分别得到关联后的图像序列Gl和G2。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步骤2中运动目标3D场流估计的 具体方法为：对图像序列Gl和G2检测图像特征点并匹配，通过其中同一时刻的左右图像 求得该时刻图像的视差图通过单个序列连续两个时刻的图像求得图像光流图 乃)和其中，J,)表示t时刻视差图，g表示左序列t时刻图像像素点横坐标，< 表示右 序列t时刻图像像素点横坐标，Of丨dv,)表示t时刻水平光流，（表示左序列t-1时刻图 像像素点横坐标，（#乂<，乂）表示t时刻竖直光流，ydP y H分别表示t时刻和t-1时刻图 像像素点纵坐标。4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤3的具体方法为： 3. 1)首先对所述3D场流序列采用SIFT特征匹配，得到一组相关特征点对，针对匹配过 程中产生的异常点对，采用RANSAC方法剔除，在精炼的特征点对中进行6次采样，即得到6 对特征点对； 3. 2)利用三角变换方法将6对特征点对变换至阵列2的视场中，其中三角变换方法具 体为：设阵列1、阵列2和阵列3中相同视场的相机分别为LI、M1和Rl，利用t时刻相机Ll 和Rl中相匹配的两个特征点，重构出目标的坐标真值，然后将其重投影到相机Ml的成像平 面中得到t时刻的运动点，选择6个不同时刻，则可估计出6个模糊目标运动点。5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的步骤4中模糊核函数估计的具体步 骤为：对步骤3中得到的6个模糊目标运动点进行线性插值计算，获得模糊目标连续运动信 息，正则化得到模糊核函数；(X1, yj和（x2, y2)分别表示相邻的采样值点，x，y表示函数自变量和函数值。6. 如权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述的步骤5中模糊动目标 分割的具体方法为：分别求图像序列S3的梯度分布直方图（GHS)、局部均方误差（LMSE)和 最大色彩饱和度，将所得结果相乘，通过设置阈值，逐块判断其大小，分割出模糊区域。【专利摘要】本专利技术公开了，按照以下步骤实施：步骤1、搭建分布式相机阵列系统；步骤2、阵列内目标关联，再对关联后的图像序列进行运动目标3D场流估计；步骤3、对3D场流序列分别进行采样，利用三角变换方法根据采样点估计得到模糊目标的运动点；步骤4、根据运动点，并通过线性插值方法估计出模糊目标的模糊核函数；步骤5、对模糊动目标分割得到目标序列，使用步骤4得到的模糊核函数反卷积得到目标的去模糊图像。不同相机阵列间采用多帧频多曝光策略，克服单个相机曝光时间和高分辨图像获取的矛盾；利用相机阵列的配置，提高视场的探测范围，达到较大探测视场需求下的运动目标去模糊。【IPC分类】G06T5-00, G06T7-20【公开号】CN104820971【申请号】CN201510194160【专利技术人】薛松, 潘泉, 赵春晖本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分布式相机阵列的运动目标去模糊方法，其特征在于，按照以下步骤实施：步骤1、搭建分布式相机阵列系统，所述系统包括依次间隔设置的阵列1、阵列2和阵列3，所述每个阵列包括两个或两个以上的相机，其中，所述阵列间视场保证一致，所述阵列内两相机形成小交叉视场，所述阵列1和所述阵列3采用高帧频低曝光策略，得到高速低曝光图像序列S1和S2，所述阵列2采用低帧频高曝光策略，得到低速高曝光图像序列S3；步骤2、对所述阵列1和所述阵列3得到的图像序列S1和S2分别进行阵列内目标关联，得到两组关联后的图像序列G1和G2，再对关联后的图像序列进行运动目标3D场流估计，得到3D场流序列；步骤3、对所述步骤2得到的3D场流序列分别进行采样，各得到6个运动采样点，利用三角变换方法将所述6对采样点变换至所述阵列2的视场中，估计得到模糊目标的6个运动点；步骤4、根据所述步骤3得到的6个运动点，并通过线性插值方法估计出模糊目标的模糊核函数；步骤5、对所述阵列2得到的图像序列S3进行模糊动目标分割得到目标序列O3，使用所述步骤4得到的模糊核函数反卷积得到分割目标的去模糊图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛松，潘泉，赵春晖，张夷斋，黄诚，席庆彪，田利民，古家德，刘流，潘利源，胡亮，吕鑫，魏妍妍，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61