一种局部自适应成像系统技术方案

本申请实施例公开了一种局部自适应成像系统，通过控制系统控制摄像子系统的数字可控光学滤波器上的光控单元，使得选择性地让特定波段的光通过数字可控光学滤波器，同时还对通过数字可控光学滤波器的光控单元的光的强度进行控制，实现图像传感器接收到不同强度的光束，使得目标物体的图像局部对比度得到提高，最后利用图像传感器实现局部图像采集后发送至控制系统进行分析，解决了现有方案都只能改善图像的全局对比度，不能保证图像的局部对比度的提高的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种局部自适应成像系统
本申请涉及成像
，尤其涉及一种局部自适应成像系统。
技术介绍
现有的光学视觉系统的图像传感器大多是基于CCD或CMOS半导体传感器技术的光电转换器件，这一类半导体传感器的动态范围都比较有限。根据半导体传感器的动态范围的定义可知，提高半导体传感器动态范围的比较直接的方法是提高满阱电荷或降低噪声。但是，由于现有CCD和CMOS半导体传感器技术的局限性，提高满阱电荷通常意味着增大半导体传感器的感光单元，而降低噪声通常需要成本高昂的半导体工艺和非常复杂的电路，甚至需要外加主动制冷措施。除此之外，半导体传感器的高动态范围还需要相应的高位模数转换电路的支持。为了提高视觉系统的动态范围，一些半导体传感器采用多次曝光和读出，或是一次曝光多次读出的方式。这两种技术的本质都是通过多次采集信号并通过各种方法将这些信号进行融合处理后输出一幅高动态范围(HDR)的图像。需要指出的是，即使采用HDR技术的图像传感器，在很多应用场景下其动态范围仍然不能满足要求。对于整个视觉系统而言，通常所说的动态范围是指广义的动态范围，即场景中最亮和最暗的表面在图像中的色调比值，即DRsystem＝20Log[Smax/Smin]，其中Smax和Smin分别为场景中最亮和最暗的表面在图像中的色调值。图像的对比度(C)与广义的动态范围有直接的联系，具体为C＝2[Smax-Smin]/[Smax+Smin]。由此可见，动态范围小的系统难以得到对比度高的图像。对很多视觉应用，图像对比度，特别是图像局部对比度，是一个非常重要的指标，因为图像局部对比度对特征提取和图像分割等智能视觉系统的核心处理步骤有直接的影响。在给定图像传感器的情况下，图像对比度可以通过光圈和曝光时间(比如自动曝光)等成像参数的调整而得到一定程度的提高。在场景过暗又需要曝光时间短的情况下，还可以通过外加光源照明(如闪光灯)的方式提高图像对比度。光圈和曝光时间的调整对图像的影响是全局性的。需要指出的是，通常外加的照明光源也只能改善整个场景的全局照明情况。所以这些方案都只能改善图像的全局对比度，不能保证图像的局部对比度的提高。因此，提供一种局部自适应成像系统是本领域技术人员急需的。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种局部自适应成像系统，解决了现有方案都只能改善图像的全局对比度，不能保证图像的局部对比度的提高的技术问题。本申请提供了一种局部自适应成像系统，包括：照明子系统、摄像子系统和控制系统；所述照明子系统包括依次排列的光源以及投影镜头；所述摄像子系统包括依次排列的图像传感器、数字可控光学滤波器以及成像镜头；所述控制系统分别与所述数字可控光学滤波器、所述图像传感器和所述光源连接，所述控制系统用于控制所述数字可控光学滤波器上的光控单元使得能够对通过所述数字可控光学滤波器的光的强度进行调整、获取所述图像传感器采集的图像以及控制所述光源。可选地，所述成像镜头具体为像方远心成像镜头。可选地，所述成像镜头具体包括：光阑和透镜组；所述目标物体反射的光束依次通过所述光阑和所述透镜组进入所述数字可控光学滤波器。可选地，所述光源具体为至少一个窄光谱组合光源。可选地，所述数字可控光学滤波器具体为LCTF或AOTF。从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：本申请通过控制系统控制摄像子系统的数字可控光学滤波器上的光控单元，使得选择性地让特定波段的光通过数字可控光学滤波器，同时还对通过数字可控光学滤波器的光控单元的光的强度进行控制，实现图像传感器接收到不同强度的光束，使得目标物体的图像局部对比度得到提高，最后利用图像传感器实现局部图像采集后发送至控制系统进行分析，解决了现有方案都只能改善图像的全局对比度，不能保证图像的局部对比度的提高的技术问题。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本申请提供的一种局部自适应成像系统的一个结构示意图；图2为本申请提供的一种局部自适应成像系统的一个光路示意图。具体实施方式本申请实施例提供了一种局部自适应成像系统，解决了现有方案都只能改善图像的全局对比度，不能保证图像的局部对比度的提高的技术问题。为使得本申请的申请目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。请参阅图1和图2，本申请提供了一种局部自适应成像系统的一个实施例，包括：照明子系统1、摄像子系统2和控制系统3；所述照明子系统1包括依次排列的光源11以及投影镜头12；所述摄像子系统2包括依次排列的图像传感器21、数字可控光学滤波器22以及成像镜头23；所述控制系统3分别与所述数字可控光学滤波器22、所述图像传感器21和所述光源11连接，所述控制系统3用于控制所述数字可控光学滤波器22上的光控单元使得能够对通过所述数字可控光学滤波器22的光的强度进行调整、获取所述图像传感器21采集的图像以及控制所述光源11。可选地，所述成像镜头23具体为像方远心成像镜头。可选地，所述成像镜头23具体包括：光阑01和透镜组02；所述目标物体反射的光束依次通过所述光阑01和所述透镜组02进入所述数字可控光学滤波器22。可选地，所述光源11具体为至少一个窄光谱组合光源。可选地，所述数字可控光学滤波器22具体为LCTF或AOTF。需要说明的是，图1和图2显示了本申请提供的一种局部自适应成像系统的结构图和光路图，如图1所示，照明光束I1和I2的强度相同，从而使得目标物体上的相应区域T1和T2受到强度相同的入射光束，但由于从目标物体表面反射的光束R1和R2的强度受到目标物体表面的光学特性影响而未必相同，因此本申请利用数字可控光学滤波器22，选择性地让特定波段的光通过，同时还对通过的光的强度进行控制，提高目标物体的局部对比度。由于大部分数字可控光学滤波器的视场角都比较小(比如，LCTF的视场角通常在+/-60以内，而AOTF的视场角则更小,通常在+/-20以内)，这类视觉系统的摄像头需要使用像方远心或是接近于像方远心的成像镜头。需要指出的是，机器视觉系统常用的双侧远心镜头是像方远心镜头的一种特例，因此这一要求在实际应用中不会增加额外的局限性。如图2所示，在使用像方远心成像镜头的情况下，数字可控光学滤波器22只要置于图像传感器21之前即可，使得系统设计和装配非常简单。本申请通过控制系统控制摄像子系统的数字可控光学滤波器上的光控单元，使得选择性地让特定波段的光通过数字可控光学滤波器，同时还对通过数字可控光学滤波器的光控单元的光的强度进行控制，实现图像传感器接收到不同强度的光束，使得目标物体的图像局部对比度得到提高，最后利用图像传感器实现局部图像采集后发送至控制系统进行分析，解决了现有方案都只能改善图像的全局对比度，不能保证图像的局部对比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种局部自适应成像系统，其特征在于，包括：照明子系统、摄像子系统和控制系统；所述照明子系统包括依次排列的光源以及投影镜头；所述摄像子系统包括依次排列的图像传感器、数字可控光学滤波器以及成像镜头；所述控制系统分别与所述数字可控光学滤波器、所述图像传感器和所述光源连接，所述控制系统用于控制所述数字可控光学滤波器上的光控单元使得能够对通过所述数字可控光学滤波器的光的强度进行调整、获取所述图像传感器采集的图像以及控制所述光源。

【技术特征摘要】
1.一种局部自适应成像系统，其特征在于，包括：照明子系统、摄像子系统和控制系统；所述照明子系统包括依次排列的光源以及投影镜头；所述摄像子系统包括依次排列的图像传感器、数字可控光学滤波器以及成像镜头；所述控制系统分别与所述数字可控光学滤波器、所述图像传感器和所述光源连接，所述控制系统用于控制所述数字可控光学滤波器上的光控单元使得能够对通过所述数字可控光学滤波器的光的强度进行调整、获取所述图像传感器采集的图像以及控制所述光源。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：田宜彬，
申请(专利权)人：深圳市思锐视科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44