一种低照度图像采集的数字化处理方法技术

本发明专利技术公开了一种低照度图像采集的数字化处理方法，涉及数字图像处理领域。所述方法包括：在低照度环境下通过连续对焦采集一组多焦距图像；将所述一组多焦距图像划分为第一类模糊图像、第二类模糊图像和第三类模糊图像；根据所述第一类模糊图像对应的退化函数、所述第二类模糊图像对应的退化函数和所述第三类模糊图像对应的退化函数，分别进行去模糊处理，获取去模糊处理后的第一类图像、第二类图像和第三类图像；对所述去模糊处理后的第一类图像、第二类图像和第三类图像中的每一幅图像进行逐点清晰度指标计算，以每幅图像各点的清晰度指标wv,i,j为权值，将各个图像对应点的灰度值进行加权求和，获取最终图像；将所述最终图像保存并送入显示器进行图像显示。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数字图像处理领域，特别涉及，适用于所有数字式图像采集设备。
技术介绍
低照度环境下的图像采集是图像采集中的难点，当环境光照度过低，目标场景中的物体反射光能量不足时，会使所采集图像的对比度和信噪比都很低。对目标场景进行图像采集时，需要对镜头进行调焦，调焦的过程分为变焦和对焦。变焦是改变镜头的焦距，以改变拍摄的视角，即把目标场景拉近或推远。对焦是调整镜头与感光器件之间的距离，使得目标场景清晰的呈现在感光元件上。 专利技术人在实现本专利技术的过程中，发现现有技术中至少存在以下缺点和不足I)虽然延长曝光时间可以提高图像信噪比，但是曝光时间延长后图像采集设备和目标场景中的物体都难免会出现抖动，从而使画面变得更加模糊；2)在低照度环境下进行图像采集，由于实时拍摄的图像信噪比很低，难以根据图像清晰程度判断是否对焦准确，从而给对焦带来困难。
技术实现思路
本专利技术提供了，本方法去除了因相机抖动和对焦不准产生的图像模糊，提高了图像的精度，详见下文描述，所述方法包括以下步骤(I)在低照度环境下通过连续对焦采集一组多焦距图像；(2)将所述一组多焦距图像划分为第一类模糊图像、第二类模糊图像和第三类模糊图像；根据所述第一类模糊图像对应的退化函数、所述第二类模糊图像对应的退化函数和所述第三类模糊图像对应的退化函数，分别进行去模糊处理，获取去模糊处理后的第一类图像、第二类图像和第三类图像；(3)对所述去模糊处理后的第一类图像、第二类图像和第三类图像中的每一幅图像进行逐点清晰度指标计算，以每幅图像各点的清晰度指标wv, i, j为权值，将各个图像对应点的灰度值进行加权求和，获取最终图像；(4)将所述最终图像保存并送入显示器进行图像显示。所述在低照度环境下通过连续对焦采集一组多焦距图像具体为在低照度环境下通过数字相机或数字摄像机连续对焦采集所述一组多焦距图像。所述将所述一组多焦距图像划分为第一类模糊图像、第二类模糊图像和第三类模糊图像；根据所述第一类模糊图像对应的退化函数、所述第二类模糊图像对应的退化函数和所述第三类模糊图像对应的退化函数，分别进行去模糊处理，获取去模糊处理后的第一类图像、第二类图像和第三类图像具体为I)将成像系统和目标做相对匀速直线运动时获取到的图像划分为第一类模糊图像；2)将光学系统散焦时获取到的图像划分为第二类模糊图像；3)将由光学系统衍射和像差因素影响得到的图像划分为第三类模糊图像；4)根据所述第一类模糊图像对应的退化函数、所述第二类模糊图像对应的退化函数、所述第三类模糊图像对应的退化函数和超分辨力图像复原方法，分别对所述第一类模糊图像、所述第二类模糊图像和所述第三类模糊图像进行去模糊处理；5)获取去模糊处理后的第一类图像、第二类图像和第三类图像。所述对所述去模糊处理后的第一类图像、第二类图像和第三类图像中的每一幅图像进行逐点清晰度指标计算，以每幅图像各点的清晰度指标wv, i, j为权值，将各个图像对应点的灰度值进行加权求和，获取最终图像具体为I)在每幅图像中，获取像素(i，j)处的拉普拉斯梯度的分量绝对和VittZXU)；2)获取以(i，j)为中心的边长为(2N+1)的正方形区域上的拉普拉斯分量作为像素(i，j)处的清晰度指标《ν,Μ;3)将各个图像对应点的灰度值进行加权求和，将加权求和后的各点组成最终图像。本专利技术提供的技术方案的有益效果是(I)本方法通过对低照度环境下的图像采集进行去模糊处理，可以去除由于曝光时间延长、相机抖动以及对焦不准所带来的图像模糊问题，降低了对使用者的要求，使图像画面变得清晰；( 2 )本方法利用多焦距图像融合技术使得使用者在对焦时不必刻意观察图像是否处于最清晰状态，只需连续调节镜头，采集一组多焦距图像，就可以从多焦距图像的融合结 果中得到清晰的图像，从而简化了操作步骤；(3)由于场景中的目标物通常并不处于一个平面，不同目标与镜头的距离也会不同，因此各个目标区域在每一幅图像中的清晰度也往往不一样。本方法通过对目标场景进行连续对焦，可拍得一组清晰区域各不相同的图像，将该组图像进行融合之后便可以获得一幅各个目标物都清晰的图像；(4)本方法使得低照度环境下采集到的图像更为清晰，方便快捷，同时也降低了对使用者的操作要求，节约了操作时间。附图说明图I为本专利技术提供的的流程图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下为了去除因相机抖动和对焦不准产生的图像模糊，提高图像的精度，本专利技术实施例提出了，参见图1，详见下文描述101 :在低照度环境下通过连续对焦采集一组多焦距图像；其中，图像采集过程中先通过变焦确定目标场景的拍摄范围，然后再连续调节感光元件与镜头光心的距离进行对焦，同时实时记录从调节起始到结束整个过程中所拍摄的一组多焦距图像。其中，在低照度环境下通过连续对焦采集一组多焦距图像具体为在低照度环境下通过数字相机或数字摄像机连续对焦采集一组多焦距图像。本专利技术实施例中是以数字相机中的数字眼底相机采集一组多焦距图像为例进行说明，具体实现时，还可以采用其他类型的数字相机或数字摄像机，本专利技术实施例对此不做限制。 102:将一组多焦距图像划分为第一类模糊图像、第二类模糊图像和第三类模糊图像；根据第一类模糊图像对应的退化函数、第二类模糊图像对应的退化函数和第三类模糊图像对应的退化函数，分别进行去模糊处理，获取去模糊处理后的第一类图像、第二类图像和第三类图像；其中，该步骤具体为I)将成像系统和目标做相对匀速直线运动时获取到的图像划分为第一类模糊图像；第一类模糊图像对应的退化函数具体为权利要求1.，其特征在于，所述方法包括以下步骤 (1)在低照度环境下通过连续对焦采集一组多焦距图像； (2)将所述一组多焦距图像划分为第一类模糊图像、第二类模糊图像和第三类模糊图像；根据所述第一类模糊图像对应的退化函数、所述第二类模糊图像对应的退化函数和所述第三类模糊图像对应的退化函数，分别进行去模糊处理，获取去模糊处理后的第一类图像、第二类图像和第三类图像； (3)对所述去模糊处理后的第一类图像、第二类图像和第三类图像中的每一幅图像进行逐点清晰度指标计算，以每幅图像各点的清晰度指标为权值，将各个图像对应点的灰度值进行加权求和，获取最终图像； (4)将所述最终图像保存并送入显示器进行图像显示。2.根据权利要求I所述的，其特征在于，所述在低照度环境下通过连续对焦采集一组多焦距图像具体为 在低照度环境下通过数字相机或数字摄像机连续对焦采集所述一组多焦距图像。3.根据权利要求I所述的，其特征在于，所述将所述一组多焦距图像划分为第一类模糊图像、第二类模糊图像和第三类模糊图像；根据所述第一类模糊图像对应的退化函数、所述第二类模糊图像对应的退化函数和所述第三类模糊图像对应的退化函数，分别进行去模糊处理，获取去模糊处理后的第一类图像、第二类图像和第三类图像具体为 1)将成像系统和目标做相对匀速直线运动时获取到的图像划分为第一类模糊图像； 2)将光学系统散焦时获取到的图像划分为第二类模糊图像； 3)将由光学系统衍射和像差因素影响得到的图像划分为第三类模糊图像； 4)根据所述第一类模糊图像对应的退化函数、所述第二类模糊图像对应的退化函数、所述第三类模糊图像对应的退本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低照度图像采集的数字化处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)在低照度环境下通过连续对焦采集一组多焦距图像；(2)将所述一组多焦距图像划分为第一类模糊图像、第二类模糊图像和第三类模糊图像；根据所述第一类模糊图像对应的退化函数、所述第二类模糊图像对应的退化函数和所述第三类模糊图像对应的退化函数，分别进行去模糊处理，获取去模糊处理后的第一类图像、第二类图像和第三类图像；(3)对所述去模糊处理后的第一类图像、第二类图像和第三类图像中的每一幅图像进行逐点清晰度指标计算，以每幅图像各点的清晰度指标wv,i,j为权值，将各个图像对应点的灰度值进行加权求和，获取最终图像；(4)将所述最终图像保存并送入显示器进行图像显示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，汤宏颖，林凌，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：