【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于安防监控，尤其涉及一种基于人眼仿生的大动态范围视频监控系统及方法。
技术介绍
1、随着当今社会经济的高速发展，科技也随之进步。视频监控技术的不断应用与发展，图像处理作为视频监控技术中不可缺少的技术，显然尤为重要。高动态范围图像包含了现实场景中各种光照环境下丰富的光影和色彩信息，从而可以有效提高在日光和逆光拍摄场景下监控画面质量，提高安防监控的可靠性。同时，在医学影像诊断(ct、mri)、航空航天和工业检测等领域亦有广泛应用需求。
2、但是面对高动态范围光照场景时，由于传统ccd和cmos图像传感器，以及图像显示设备的受到器件工艺的限制，像素灰度只有256级。从而，使得监控摄像机、传统相机和手机摄像头等设备支持的动态范围远低于场景光照和人眼感知的动态范围，因此无法直接获得高动态范围图像，从而造成图像质量的下降，无法准确获取真实、准确的图像信息。另外，目前的标准显示设备也无法直接显示高动态范围图像。
3、目前为了提高图像的质量，减少因曝光度欠佳造成的图像细节丢失的现象。而目前传统方式通过多曝光合成法[zl 200910067835.8]，即通过对同一场景进行多次不同曝光时间的拍摄，得到不同曝光度的一系列图像；然后通过融合技术，将这些图像合成可视化的高动态范围图像。或者利用半反射镜合成法[zl 201210340232.2]，通过对反射和透射这两个图像传感器分别进行曝光补偿和感光度调节，实现对场景亮部和暗部的针对性曝光，合成得到高动态的数字图像。
4、然而，第一种多曝光合成技术需要不同
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种基于人眼仿生的大动态范围视频监控系统及方法，以解决现有技术中存在的的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于人眼仿生的大动态范围视频监控系统，包括：
3、前端光学聚焦子系统，用于对目标场景反射的信号光束进行聚焦、像差消除和畸变消除处理，获得整形信号光束；
4、非均匀分光子系统，与所述前端光学聚焦子系统连接，用于将所述整形信号光束分成三束不同光强的光束输出，并对三束不同光强的光束输出进行聚焦和整形；
5、光电探测器组，与所述非均匀分光子系统连接，用于将聚焦和整形后的三束不同光强的光束转换为电信号，获得三幅数字图像；
6、图像处理模块，与所述光电探测器组连接，用于对所述三幅数字图像进行预处理，得到三幅预处理图像，对所述三幅预处理图像进行融合处理，生成大动态范围视频监控图像，对所述大动态范围视频监控图像进行压缩并输出。
7、优选地，所述前端光学聚焦子系统包括第一凸透镜、凹透镜组、第二凸透镜和非球面镜；
8、所述第一凸透镜用于汇聚光线；
9、所述凹透镜组用于矫正像差；
10、所述第二凸透镜用于增加焦距；
11、所述非球面镜用于消除像差和畸变。
12、优选地，所述非均匀分光子系统包括二级非均匀分束器和中继光学模块；
13、所述二级非均匀分束器用于将整形信号光束分成三束不同光强的光束；
14、所述中继光学模块用于对三束不同光强的光束进行聚焦和整形。
15、优选地，所述光电探测器组包括第一光电探测器、第二光电探测器和第三光电探测器；
16、所述第一光电探测器用于检测二级非均匀分束器透射输出的强光照束；
17、所述第二光电探测器用于检测二级非均匀分束器第一次分束后反射输出的弱光照束；
18、所述第三光电探测器用于检测二级非均匀分束器第二次分束后反射输出的极弱光照束。
19、优选地，所述图像处理模块包括fpga芯片、ddr3存储器图像预处理子模块、图像融合处理子模块和传输子模块；
20、所述fpga芯片和ddr3存储器图像预处理子模块用于对所述三幅数字图像进行时序控制、降噪和标校处理，得到三幅预处理图像；
21、所述图像融合处理子模块用于对所述三幅预处理图像进行融合处理，获得大动态范围视频监控图像，并通过时间序列将大动态范围视频监控图像编码压缩为视频流；
22、所述传输子模块用于将所述视频流输出至后台。
23、本专利技术还提出了一种基于人眼仿生的大动态范围视频监控方法，包括以下步骤：
24、根据光强参数进行初始参数设置并将网络参数初始化，初始化后进入监控状态；
25、目标场景反射的信号光束经过前端光学聚焦，汇聚到非均匀分束器表面；
26、通过非均匀分束器将聚焦后的信号光束分成三束不同强度的光并进行中继整形，经过中继整形后的三束不同强度的光分别照射到第一光电探测器、第二光电探测器和第三光电探测器上；
27、第一光电探测器、第二光电探测器和第三光电探测器将中继整形后的三束不同强度的光转换为不同动态范围的三幅数字帧图；
28、将不同动态范围的三幅数字帧图进行融合，生成大动态范围视频监控图像，对所述大动态范围视频监控图像进行压缩并输出至后台。
29、优选地，所述根据光强参数进行初始参数设置的方法包括：
30、通过感光元件获取光强参数，基于光强参数对光阑和补光灯进行初始参数设置；
31、通过图像传感器获取初始场景图像，根据所述初始场景图像设置初始焦距设置。
32、优选地，目标场景反射的信号光束进行前端光学聚焦的方法包括：
33、通过第一凸透镜汇聚目标场景反射的信号光束，通过一组凹透镜组对信号光束进行矫正；通过第二凸透镜增加镜头的焦距；通过非球面镜消除像差和畸变。
34、优选地，信号光束照射到光电探测器的方法包括：
35、信号光束通过一次高透射系数分束，透射输出强光照束，所述强光照束经过整形后到第一光电探测器，反射输出弱光照束；
36、弱光照束通过二次高透射系数分束，透射输出较弱光照束，较弱光照束经过整形后到第二光电探测器，反射输出极弱光照束，极弱光照束通过全反射并整形后输出到第三光电探测器。
37、优选地，所述进行压缩并输出至后台的方法包括：
38、通过时间序列将大动态范围视频监控压缩为视频流，通过网络将所述视频流传输到后台终端监控显示。
39、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
40、本专利技术通过在同一视场同一时刻中三个相同的光学探测器的光敏元上获得的强光照、较弱光照和极弱光照这三种不同光照强度三张帧图，进行实时曝光融合，将曝光的不同区域进行实时帧图融合，完成整个超帧处理过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于人眼仿生的大动态范围视频监控系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于人眼仿生的大动态范围视频监控系统，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的基于人眼仿生的大动态范围视频监控系统，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的基于人眼仿生的大动态范围视频监控系统，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的基于人眼仿生的大动态范围视频监控系统，其特征在于，
6.一种基于人眼仿生的大动态范围视频监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的基于人眼仿生的大动态范围视频监控方法，其特征在于，
8.根据权利要求6所述的基于人眼仿生的大动态范围视频监控方法，其特征在于，
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【技术特征摘要】
1.一种基于人眼仿生的大动态范围视频监控系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于人眼仿生的大动态范围视频监控系统，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的基于人眼仿生的大动态范围视频监控系统，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的基于人眼仿生的大动态范围视频监控系统，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的基于人眼仿生的大动态范围视频监控系统，其特征在于，
【专利技术属性】
技术研发人员：贝敏建，姜明杰，
申请(专利权)人：北京新视纪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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