[发明专利]一种车载或机载图像采集与重构方法及使用该方法的系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机图像采集与重构技术领域，特别涉及一种车载或机载图像采集与重构方法及使用该方法的系统。

背景技术

在车载或机载成像环境下，要实现图像采集和清晰的图像重构，主要需要解决三个方面的问题：一是车窗或机窗玻璃附着物对成像质量的影响，二是车窗或机窗玻璃反光带来的成像影响，三是高速运动下的抖动模糊。目前，针对车窗或机窗玻璃附着物对成像质量的影响，哥伦比亚大学的Gu等在拍摄相机可以取得的情况下，通过多幅带遮挡的取样图片估算出由于附着物带来的衰减图样a和散射图样b，通过a、b进而可以求解出原图像，而如果拍摄相机无法取得，则通过一组拍摄图片或一段拍摄视频来求解，用取样图像的平均值Avg(I)和取样图像梯度大小的平均值Avg(|I|)进行多项式迭代匹配便可以得到原图像的Avg(I0)和Avg(|I0|)，进而可以得到衰减图样a和散射图样b，对于外界光照强度，则分别对于视频的每一帧图像进行求解，最后对于每一帧的图像带入a、b、以及对应的外界光照强度值即可还原到原图像。针对车窗或机窗玻璃反光带来的影响，利用传统的梯度投影法进行求解，有可能丢失低频信息或使图像颜色失真。而针对高速运动下的抖动模糊，传统矩形卷积函数的频谱具有多零点，其对原图像的高频信息损失较大。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种车载或机载图像采集与重构方法及使用该方法的系统。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种车载或机载图像采集与重构方法，其包括如下步骤：

S1：采集车窗或机窗玻璃附着物的成像特性信息，采集车窗或机窗玻璃的反射透射信息和采集运动模糊采集场景的信息；

S2：构建成像模型，分析提取实际成像系统及场景先验；

S3：分解成像要素，获取车窗或机窗玻璃附着物的成像特性参数，获取车窗或机窗玻璃反射透射参数，获取运动载荷的运动参数；

S4：分离场景信号，并基于场景先验对分离场景信号进行有效增强，提高信噪比；

S5：基于步骤S2获得的成像模型和步骤S3获得的参数及成像要素的解析结果，实现车载或机载图像效果的渲染与重现。

本发明车载或机载图像采集与重构方法解决了车窗或机窗玻璃附着物、车窗或机窗玻璃反光和高速运动下的抖动模糊对图像采集和重构的影响，能够得到高质量的成像结果。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种车载或机载图像采集与重构系统，其包括：相机及与其相连的成像传感器；位于所述相机镜头前的第一极化器，所述第一极化器用于滤除玻璃反射的极化光，只留下玻璃附着物的散射光进入相机镜头；可编程快门，所述可编程快门与所述相机相连，所述可编程快门用于控制所述相机进行编码曝光以去除运动模糊；可控光源及与所述可控光源连接的第二极化器，所述可控光源用于增强车内场景的光线和进入相机的进光量，所述第二极化器用于产生具有极化特性的光线。

本发明的车载或机载图像采集与重构系统通过利用带极化器的可控光源、带极化器的可控镜头和可编程快门，解决了车窗或机窗玻璃附着物、车窗或机窗玻璃反光和高速运动下的抖动模糊对图像采集和重构的影响，能够得到高质量的成像结果。

本发明的附加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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1本发明车载或机载图像采集与重构系统的一种优选实施方式的结构示意图；

图2是本发明车载或机载图像采集与重构方法的步骤流程图；

图3是利用极化采集的系统示意图；

图4是极化采集系统的光路原理示意图；

图5是利用闪光非闪光图像对采集的系统示意图；

图6是闪光非闪光图像对采集系统的光路原理示意图；

图7是实时采集的系统示意图；

图8是实时采集系统操作步骤示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。