基于同步扫描条纹相机的非视域动态成像方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于同步扫描条纹相机的非视域动态成像方法及装置，其中，该方法包括：通过转镜移动光源对待成像物体的多个位置的进行扫描；利用位置不同的多台同步扫描条纹相机采集所述待成像物体的多张不同位置的条纹图像；根据其中一台同步扫描条纹相机采集的多张不同位置的条纹图像以及反向投影算法对所述待成像物体进行重构，实现所述待成像物体的静态三维成像；根据多台同步扫描条纹相机采集的多张不同位置的条纹图像和时间解耦方式对所述待成像物体进行成像获得所述待成像物体的三维动态信息。该方法能够实现高效高质量的非视域成像。

【技术实现步骤摘要】
基于同步扫描条纹相机的非视域动态成像方法及装置
本专利技术涉及摄像学成像
，特别涉及一种基于同步扫描条纹相机的非视域动态成像方法及装置。
技术介绍
近年来，计算摄像学已经成为交叉视觉、图形学、摄像学、信号处理等领域的国际前沿热点研究，如何充分利用计算方法不断提升新的成像设备引起了广泛的关注。非视域成像技术主要用于探测城市街道拐角处、房屋内的隐藏物体，能够绕过拐角或障碍物对隐藏目标物体成像，实现视线以外区域定位目标，充分的利用计算摄像学的手段提升这种成像的性能具有十分重要的意义。非视域成像(Non-line-ofvisionimaging)技术与传统的光学成像技术最大的不同在于:它是对人眼看不到的区域的隐藏物体成像。传统的光学成像技术是通过探测器对于能够看到的物体进行成像，而非视域成像技术是专门针对于隐藏物体进行成像。这项技术的关键技术是利用激光照射到中介面上，进行漫反射，光经过一次或者多次漫反射后传输到隐藏物体上，从而间接获取隐藏物体的信息，最终对隐藏物体进行成像。近10多年来，随着激光成像技术、探测器技术以及计算成像技术的不断成熟，非视域成像技术也得到了快速的发展。2010年MIT的AhmedKirmani等人使用飞行时间(TOF,TimeofFlight)相机和多路径分析实现了一种新型的理解场景的时间像分析的算法；2011年瑞典的OveSteinvall等人研究了窗户玻璃的反射特性，用激光主动照明，用PMDTec作接收探测器，对比了窗户不同的反射角度对反射成像和透射像的影响，结果显示入射角度越高反射像越强且越清晰；2012年的MIT的AndreasVelten等人利用飞行时间测量技术和计算重构算法来处理由于漫反射所混淆的图像信息；2018年MIT学者采用了SPAD探测器实现了非视域三维重构；2019年Vivek采用反小孔成像的方案实现了采用普通相机可实现非视域目标成像的目的。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种基于同步扫描条纹相机的非视域动态成像方法，该方法可以实现高效高质量的非视域成像。本专利技术的另一个目的在于提出一种基于同步扫描条纹相机的非视域动态成像装置。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种基于同步扫描条纹相机的非视域动态成像方法，包括：通过转镜移动光源对待成像物体的多个位置的进行扫描；利用位置不同的多台同步扫描条纹相机采集所述待成像物体的多张不同位置的条纹图像；根据其中一台同步扫描条纹相机采集的多张不同位置的条纹图像以及反向投影算法对所述待成像物体进行重构，实现所述待成像物体的静态三维成像；根据多台同步扫描条纹相机采集的多张不同位置的条纹图像和时间解耦方式对所述待成像物体进行成像获得所述待成像物体的三维动态信息。本专利技术实施例的基于同步扫描条纹相机的非视域动态成像方法，利用同步扫描条纹相机在采集弱光方面的优势并结合条纹相机具有探测飞行时间的功能，采用单台相机可以获得非视域目标的静态三维成像，采用两台相机通过时间解耦的方法获得非视域三维动态成像。该方案实现易操作，能够实现高效高质量的非视域成像技术。另外，根据本专利技术上述实施例的基于同步扫描条纹相机的非视域动态成像方法还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述同步扫描条纹相机通过高频扫描模式对所述待成像物体进行扫描得到多次扫描后的积分结果。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，通过设置所述转镜使得激光源发射的激光扫描所述待成像物体的不同位置。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述同步扫描条纹相机将变化的时间信息通过扫描的方式转换成空间信息，通过所述条纹图像反推出飞行时间，利用所述反向投影算法对所述待成像物体进行三维重构。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在利用所述反向投影算法对所述待成像物体进行三维重构之前还包括：通过滤波算法对所述条纹图像进行处理。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述多台同步扫描条纹相机位于所述待成像物体的不同视角，由于同步扫描条纹相机同步采集的时间有间隔，采用时域解耦的方式得到另一时刻的三维图像，通过video模式得到非视域的所述待成像物体的三维动态信息。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种基于同步扫描条纹相机的非视域动态成像装置，包括：激光源、分光镜、转镜、多台同步扫描条纹相机，第一成像模块和第二成像模块；所述激光源用于发射激光；所述分光镜用于将所述激光进行反射，改变所述激光的照射方向；所述转镜用于调节所述激光的反射方向，使得所述激光扫描所述待成像物体的不同位置；所述多台同步扫描条纹相机设置于所述待成像物体的不同视角位置，用于对所述待成像物体进行扫描成像，得到所述待成像物体的多张不同位置的条纹图像；所述第一成像模块用于对其中一台同步扫描条纹相机采集的多张不同位置的条纹图像以及反向投影算法对所述待成像物体进行重构，实现所述待成像物体的静态三维成像；所述第二成像模块用于根据多台同步扫描条纹相机采集的多张不同位置的条纹图像和时间解耦方式对所述待成像物体进行成像获得所述待成像物体的三维动态信息。本专利技术实施例的基于同步扫描条纹相机的非视域动态成像装置，利用同步扫描条纹相机在采集弱光方面的优势并结合条纹相机具有探测飞行时间的功能，采用单台相机可以获得非视域目标的静态三维成像，采用两台相机通过时间解耦的方法获得非视域三维动态成像。该方案实现易操作，能够实现高效高质量的非视域成像技术。另外，根据本专利技术上述实施例的基于同步扫描条纹相机的非视域动态成像装置还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述同步扫描条纹相机通过高频扫描模式对所述待成像物体进行扫描得到多次扫描后的积分结果。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述同步扫描条纹相机将变化的时间信息通过扫描的方式转换成空间信息，通过所述条纹图像反推出飞行时间，利用所述反向投影算法对所述待成像物体进行三维重构。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述多台同步扫描条纹相机位于所述待成像物体的不同视角，由于同步扫描条纹相机同步采集的时间有间隔，采用时域解耦的方式得到另一时刻的三维图像，通过video模式得到非视域的所述待成像物体的三维动态信息。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术一个实施例的基于同步扫描条纹相机的非视域动态成像方法流程图；图2为根据本专利技术一个实施例的同步扫描条纹相机工作原理图；图3为根据本专利技术一个实施例的非视域静态成像原理图；图4为根据本专利技术另一个实施例的非视域静态成像原理图；图5为根据本专利技术一个实施例的基于同步扫描条本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于同步扫描条纹相机的非视域动态成像方法，其特征在于，包括以下步骤：/n通过转镜移动光源对待成像物体的多个位置的进行扫描；/n利用位置不同的多台同步扫描条纹相机采集所述待成像物体的多张不同位置的条纹图像；/n根据其中一台同步扫描条纹相机采集的多张不同位置的条纹图像以及反向投影算法对所述待成像物体进行重构，实现所述待成像物体的静态三维成像；/n根据多台同步扫描条纹相机采集的多张不同位置的条纹图像和时间解耦方式对所述待成像物体进行成像获得所述待成像物体的三维动态信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于同步扫描条纹相机的非视域动态成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过转镜移动光源对待成像物体的多个位置的进行扫描；
利用位置不同的多台同步扫描条纹相机采集所述待成像物体的多张不同位置的条纹图像；
根据其中一台同步扫描条纹相机采集的多张不同位置的条纹图像以及反向投影算法对所述待成像物体进行重构，实现所述待成像物体的静态三维成像；
根据多台同步扫描条纹相机采集的多张不同位置的条纹图像和时间解耦方式对所述待成像物体进行成像获得所述待成像物体的三维动态信息。


2.根据权利要求1所述的基于同步扫描条纹相机的非视域动态成像方法，其特征在于，所述同步扫描条纹相机通过高频扫描模式对所述待成像物体进行扫描得到多次扫描后的积分结果。


3.根据权利要求1所述的基于同步扫描条纹相机的非视域动态成像方法，其特征在于，通过设置所述转镜使得激光源发射的激光扫描所述待成像物体的不同位置。


4.根据权利要求1所述的基于同步扫描条纹相机的非视域动态成像方法，其特征在于，所述同步扫描条纹相机将变化的时间信息通过扫描的方式转换成空间信息，通过所述条纹图像反推出飞行时间，利用所述反向投影算法对所述待成像物体进行三维重构。


5.根据权利要求4所述的基于同步扫描条纹相机的非视域动态成像方法，其特征在于，在利用所述反向投影算法对所述待成像物体进行三维重构之前还包括：通过滤波算法对所述条纹图像进行处理。


6.根据权利要求1所述的基于同步扫描条纹相机的非视域动态成像方法，其特征在于，所述多台同步扫描条纹相机位于所述待成像物体的不同视角，由于同步扫描条纹相机同步采集的时间有间隔，采用时域解耦的方式得到另一时刻的三维图像，通过video模式得到非视域的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴承全，戴琼海，吴嘉敏，范静涛，乔晖，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11