[发明专利]一种基于DMD的成像前处理装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算型相机成像系统，尤其涉及一种基于DMD的成像前处理系统。

背景技术

传统的视觉成像处理技术是在成像后利用计算机算法对已捕获图像进行分析、加工和处理，以满足视觉感官、特征识别、目标跟踪、检测和测量等各种需求。但成像后处理技术受到成像环境影响和像场自身缺陷的固有限制，无法根本性消除成像质量问题。譬如在视觉测量现场，视觉测量装置受周围环境光和自身结构光的影响。不同入射角度的光线照射到不同粗糙度、反射和透射率、轮廓深度、轮廓曲率和颜色的目标物时，在视觉装置中的表现不尽相同，成像后处理技术无法根本性改变这些光照因素。因此理想的光学成像成为了视觉应用的迫切需求。

发明内容

为了实现这一需求，本发明提供一种基于DMD（Digital Micro mirror Device，数字微镜元件）的成像前处理装置和方法，主要目的在于克服环境照明和视场自缺陷，提高成像质量，和对象的视觉显现力。

本发明一种基于DMD的成像前处理装置，包括CCD、第一透镜组、DMD、第二透镜组、DSP和物方工作面，所述CCD与所述DMD之间连接有DSP；所述CCD接收从所述DMD反射出的视场光线；所述第一透镜组将DMD面成像在CCD面上，从而决定了DMD与CCD的像元对应比例；DMD的空间调制电路通过控制DMD在+12°偏角状态的保持时间来控制空间线性调制视场光线的强度，然后将调制后的光线反射给CCD；所述第二透镜组将场景成像在DMD面上，所述第二透镜组的光轴与第一透镜组的光轴成24°夹角，从而决定了系统视场范围和工作距离；以DSP为主芯片的DSP核心运算控制电路接收CCD采集的图像信息并处理，反馈控制DMD的调制动作，以得到理想的成像效果。

本发明一种基于DMD的成像前处理方法，包括以下步骤：

步骤一、DMD中的微镜像元和CCD像元实现空间一一对应：

DMD翻转以纵向和横向4像元为周期成黑白相间光栅条纹，CCD像元以4为周期采样，复制移相补全整周期，显示处理后图像；若观察得到莫尔条纹，条纹数量其中：p是条纹间距，△φ是相位差，则调整CCD与DMD的相对位置直到条纹消失，从而实现DMD中的微镜像元和CCD像元在空间上一一对应；

步骤二、CCD与DMD的坐标对应关系成像：

DMD像元坐标序列成齿状排列，与实际空间坐标不符，建立DMD坐标序列变换方程:

W1(x,y)=div(x,2)-0.5,0.5+yeven(x)div(x,2),yodd(x)]]>

建立CCD与DMD坐标变换数学模型：