成像方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及相机技术领域，公开一种成像方法及系统，以采用低成本平面传感器拼接获取超高分辨率图像，有效降低超高分辨率相机的生产费用。方法包括：采用3个分光镜生成4个完全相同的像平面；在每个像平面上排布同数量的平面传感器阵列，且单个像平面上平面传感器彼此相离；通过4组平面传感器阵列的物理部署，使得4组平面传感器阵列所拼接组成的等效平面传感器阵列中，任一2*2的平面传感器窗口由分别从4组平面传感器阵列中抽取的位置全部相同、或位置部分相同部分相邻的各一个平面传感器构成；采用单镜头单孔径成像，获取各个平面传感器所采集的图像信息，通过拼接算法生成超高分辨率图像。图像。图像。

【技术实现步骤摘要】
成像方法及系统


[0001]本专利技术涉及相机
，尤其涉及一种成像方法及系统。

技术介绍

[0002]亿级像素阵列相机可以实现“超大视场、超远视距、超高分辨率、超高帧频”的实时成像，兼顾“全局形态”和“细节特征”的多尺度观测特点，适用于远距离广域范围的高清监控与目标检测识别，在军事和民用探测领域都具有广阔的应用前景。
[0003]目前，亿级像素阵列相机有两种设计方案，一种是采用单镜头加大尺寸超高分辨率平面传感器实现，但由于超高分辨率平面传感器生产工艺复杂、成品率低，导致传感器成本过高，限制了产品的规模化应用。另一种是采用低分辨率平面传感器加多镜头实现，类似于通过多个独立相机获取多幅图像，然后通过图像拼接算法合成超高分辨率图像，此方案存在结构偏大、组装调试难度大、图像拼接算法复杂、价格高等缺点，同样限制了产品的规模化应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于公开一种成像方法及系统，以采用低成本平面传感器拼接获取超高分辨率图像，有效降低超高分辨率相机的生产费用。
[0005]为达上述目的，本专利技术公开一种成像方法，包括：
[0006]采用3个分光镜生成4个完全相同的像平面；
[0007]在每个像平面上排布同数量的平面传感器阵列，且单个像平面上平面传感器彼此相离，横向间距小于平面传感器有效光敏面宽度，纵向间距小于平面传感器有效光敏面高度；
[0008]通过4组平面传感器阵列的物理部署，使得所述4组平面传感器阵列所拼接组成的等效平面传感器阵列中，任一2*2的平面传感器窗口由分别从4组平面传感器阵列中抽取的位置全部相同、或位置部分相同部分相邻的各一个平面传感器构成；
[0009]采用单镜头单孔径成像，获取各个平面传感器所采集的图像信息，通过拼接算法生成超高分辨率图像。
[0010]为达上述目的，本专利技术还公开一种成像系统，包括：
[0011]采用单镜头单孔径成像的传感模块，采用3个分光镜生成4个完全相同的像平面，且在每个像平面上排布同数量的平面传感器阵列，且单个像平面上平面传感器彼此相离，横向间距小于平面传感器有效光敏面宽度，纵向间距小于平面传感器有效光敏面高度；通过4组平面传感器阵列的物理部署，使得所述4组平面传感器阵列所拼接组成的等效平面传感器阵列中，任一2*2的平面传感器窗口由分别从4组平面传感器阵列中抽取的位置全部相同、或位置部分相同部分相邻的各一个平面传感器构成；
[0012]获取各个平面传感器所采集的图像信息并进行相应预处理的采集模块；
[0013]获取所述采集模块输出的预处理的视频数据后通过拼接算法根据生成超高分辨
率图像的视频处理模块。
[0014]本专利技术具有以下有益效果：
[0015]采用3个分光镜生成4个完全相同的像平面，且在每个像平面上合理排布同数量的平面传感器阵列，有效解决了在单个像平面上无法实现多个平面传感器无缝拼接的制约，实现了采用低成本平面传感器拼接获取超高分辨率图像，有效降低了超高分辨率相机的生产费用，使得超高分辨率相机的规模化应用成为可能。
[0016]下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0017]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0018]图1是本专利技术实施例的成像方法流程图。
[0019]图2是本专利技术实施例的分光镜部署示意图。
[0020]图3是本专利技术实施例平面传感器阵列与图像区域的映射关系示意图。
[0021]图4是本专利技术实施例亿级像素相机等效平面传感器阵列的示意图。
[0022]图5是本专利技术实施例成像系统的结构框图。
具体实施方式
[0023]以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0024]实施例1
[0025]本实施例公开一种成像方法，如图1所示，包括：
[0026]步骤S1、采用3个分光镜生成4个完全相同的像平面。
[0027]参照图2，该步骤具体包括：
[0028]外部光源进入相机后，经第一分光镜1反射的光射向第二分光镜2，所述第二分光镜透射光中的部分区域光射向第四平面传感器阵列7(平面传感器阵列又称为“面元阵列”，后续不做赘述)，所述第二分光镜反射光中的部分区域光射向第三平面传感器阵列6。
[0029]经第一分光镜透射的光射向第三分光镜3，所述第三分光镜透射光中的部分区域光射向第二平面传感器阵列5，所述第三分光镜反射光中的部分区域光射向第一平面传感器阵列4。
[0030]其中，所述第一分光镜与入射光束成45度角且与所述第二分光镜平行，所述第三分光镜与所述第一分光镜垂直。
[0031]步骤S2、在每个像平面上排布同数量的平面传感器阵列，且单个像平面上平面传感器彼此相离，横向间距小于平面传感器有效光敏面宽度，纵向间距小于平面传感器有效光敏面高度。
[0032]步骤S3、通过4组平面传感器阵列的物理部署，使得所述4组平面传感器阵列所拼接组成的等效平面传感器阵列中，任一2*2的平面传感器窗口由分别从4组平面传感器阵列中抽取的位置全部相同、或位置部分相同部分相邻的各一个平面传感器构成。其中，所谓“位置全部相同、或部分相同部分相邻”以各自在所述平面传感器阵列矩阵中行和列的排序
作为类比。
[0033]本实施例中，单个平面传感器可采用矩形结构。4个平面传感器阵列布局可分别参照图3(a)至(d)，以不同颜色代表所属的不同平面传感器阵列，通过合理的平面传感器阵列的物理部署，使得后续拼接后所形成的等效平面传感器阵列如图3(e)所示。与上述位置全部相同、或位置部分相同部分相邻的解释相对应的，以图3(a)中第2行第2列的平面传感器为例，其与图3(b)至图3(d)第2行第2列的平面传感器为相同位置；其与图3(d)的第1行第1列、图3(c)的第1行第2列、图3(b)的第2行第2列也为相邻位置；同理，其还与图3(d)的第1行第2列及图3(d)的第2行第1列也为相邻位置。
[0034]步骤S4、采用单镜头单孔径成像，获取各个平面传感器所采集的图像信息，通过拼接算法生成超高分辨率图像。
[0035]在图像拍摄过程中，具体包括下述步骤A至步骤D：
[0036]步骤A、各所述平面传感器分别将采集到的光子信息转换成MIPI(Mobile Industry Processor Interface，移动产业处理器接口)格式的视频流输入到采集模块。
[0037]步骤B、通过所述采集模块执行MIPI格式视频流的解码，并在完成视频的部分ISP工作和预处理工作后，将视频打包发送给视频处理模块。
[0038]步骤C、通过所述视频处理模块完成视频的拼接。
[0039]步骤D、通过视频输出接口输出拼接后的超高分辨率图像。
[0040]优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成像方法，其特征在于，包括：采用3个分光镜生成4个完全相同的像平面；在每个像平面上排布同数量的平面传感器阵列，且单个像平面上平面传感器彼此相离，横向间距小于平面传感器有效光敏面宽度，纵向间距小于平面传感器有效光敏面高度；通过4组平面传感器阵列的物理部署，使得所述4组平面传感器阵列所拼接组成的等效平面传感器阵列中，任一2*2的平面传感器窗口由分别从4组平面传感器阵列中抽取的位置全部相同、或位置部分相同部分相邻的各一个平面传感器构成；采用单镜头单孔径成像，获取各个平面传感器所采集的图像信息，通过拼接算法生成超高分辨率图像。2.根据权利要求1所述的成像方法，其特征在于，所述采用3个分光镜生成4个完全相同的像平面包括：外部光源进入相机后，经第一分光镜反射的光射向第二分光镜，所述第二分光镜透射光中的部分区域光射向第四平面传感器阵列，所述第二分光镜反射光中的部分区域光射向第三平面传感器阵列；经第一分光镜透射的光射向第三分光镜，所述第三分光镜透射光中的部分区域光射向第二平面传感器阵列，所述第三分光镜反射光中的部分区域光射向第一平面传感器阵列；其中，所述第一分光镜与入射光束成45度角且与所述第二分光镜平行，所述第三分光镜与所述第一分光镜垂直。3.根据权利要求1或2所述的成像方法，其特征在于，还包括：各所述平面传感器分别将采集到的光子信息转换成MIPI格式的视频流输入到采集模块；通过所述采集模块执行MIPI格式视频流的解码，并在完成视频的部分ISP工作和预处理工作后，将视频打包发送给视频处理模块；通过所述视频处理模块完成视频的拼接；通过视频输出接口输出拼接后的超高分辨率图像。4.根据权利要求3所述的成像方法，其特征在于，所述采集模块基于FPGA技术实现，所述视频输出接口包括与所述FPGA连接的光纤发送端口及CL接口，所述方法还包括：由所述视频处理模块将拼接后的超高分辨率图像回传给所述采集模块的FPGA；经所述光纤发送端口及CL接口分别输出全景视频及实时的窗口视频。5.根据权利要求4所述的成像方法，其特征在于，所述视频输出接口还包括设置在所述视频处理模块中的网络输出接口，所述方法还包括：经所...

【专利技术属性】
技术研发人员：关永峰，陈小天，尹江明，黄营磊，王大雷，邵逢仙，唐新春，韩建涛，刘申耀，刘继旭，贺伟，李阳，朱乔，
申请(专利权)人：湖南傲英创视信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：