一种光电成像系统及其成像方法技术方案

本发明专利技术公开了一种光电成像系统，包括成像系统控制单元、陀螺仪测角单元、光电成像单元和信号处理单元，控制单元控制陀螺仪测角单元和光电成像单元的同步协同工作，陀螺仪测角单元输出相机欧拉角至信号处理单元，光电成像单元输出原始图像至信号处理单元，陀螺仪测角单元输出光电系统的姿态信息，由图像信号实时处理单元进行连续图像帧的融合增强处理，信号处理单元输出图像。还公开了一种光电成像方法。本发明专利技术采用多次曝光，并综合陀螺仪测角信息在时域上进行图像信息融合，在传统光学成像方式基础上进一步提升图像质量。基础上进一步提升图像质量。基础上进一步提升图像质量。

【技术实现步骤摘要】
一种光电成像系统及其成像方法


[0001]本专利技术属于光电成像
，具体涉及一种光电成像系统，以及其图像信号处理方法。

技术介绍

[0002]光电成像系统受到传感器噪声及成像路径中复杂条件等因素的影响，图像退化严重从而影响其作用距离。尤其在针对弱小目标探测的应用场景下，光电系统一次成像所获取的单帧图像信息中获取到的目标能量极低，而在现有传统光学成像体系下通过增大口径或者增加曝光时间等方式仅能在光电系统设计约束之下有限地提升单次成像质量。
[0003]基于单帧图像的增强方案是目前光电系统中最常用的方案，此类方案虽实现简单，但往往依赖于先验，在强调图像中的某些细节的同时也会增强噪声、抹去细节，很难有效提升图像信噪比。
[0004]对于现有的成像系统而言，连续图像帧的获取难度不大，通过对连续图像帧中大量的冗余信息重组融合，可更有效地提升图像信噪比增强细节。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术中的以上不足，提供一种光电实时计算合成成像系统，旨在把传统光学成像系统和陀螺仪结合，以实时计算合成的方式生成时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电成像系统，其特征在于：包括控制单元(1)以及分别与控制单元(1)连接的陀螺仪测角单元(2)和光电成像单元(3)，所述的陀螺仪测角单元(2)和光电成像单元(3)同时连接信号处理单元(4)，控制单元(1)在时序上控制陀螺仪测角单元(2)和光电成像单元(3)的同步协同工作，陀螺仪测角单元(2)完成帧间隔时间内的角度偏转积分，以帧时间间隔输出相机欧拉角至信号处理单元(4)，光电成像单元(3)以设定的帧率采集连续图像帧并输出原始图像至信号处理单元(4)，陀螺仪测角单元(2)与光电成像单元(3)同步地输出光电系统的姿态信息，由图像信号实时处理单元进行连续图像帧的融合增强处理，信号处理单元(4)输出图像。2.一种如权利要求1所述成像系统的成像方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，通过连续图像帧之间的坐标变换矩阵，将t1时刻的图像变换到与t2时刻像素对齐，计算出投影变换矩阵；S2，对t1、t2时刻的图像进行高斯金字塔与拉普拉斯金字塔处理；S3，利用相机欧拉角信息，采用DIS光流算法对t1、t2时刻的图像进行帧间运动估计，计算两个时刻之间的图像坐标变换；S4，对t1、t2时刻的图像进行融合；S5，使用拉普拉斯金字塔重建图像：S51，对步骤S2中构建好的高斯金字塔进行上采样，然后进行高斯卷积滤波；S52，将得到的每一层图像与拉普拉斯金字塔中存放的残差进行对应相加；S53，重复步骤S51～S51得到拉普拉斯重构后的图像。3.根据权利要求2所述的一种光电成像方法，其特征在于，所述的步骤S1具体为：步骤S11，以舰艇艏向为y
w
轴，竖直向上为z
w
轴，建立三维直角坐标系作为世界坐标系，任意一个成像单位向量唯一地对应坐标系中的一个目标点，陀螺仪测角单元(2)的相机光轴对应于传感器中心点O0，由成像靶面上任一点P的成像向量为推导出像素坐标与成像向量之间的关系：式中，f为相机焦距，Δu为像素间隔，Δv以及以及中心点坐标u0,v0由相机标定确定；步骤S12，在成像系统的光心处建立相机坐标系，相机光轴在该坐标系的y
c
轴上，光电系统的旋转矩阵为：θ
x
，θ
y
，θ
z
分别为绕x
c
,y
c
,z
c
三轴的转角，对应光电系统的偏航角、俯仰角和翻转角，在世界坐标系中的成像单位向量表示为：
对于长焦系统在两个相邻的曝光时刻t1,t2，相机姿态分别用旋转矩阵表示为两次曝光...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞文，王康，王勇强，范强，刘松，舒朗，
申请(专利权)人：武汉华中天经通视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：