[发明专利]一种基于图像复原的主动红外夜视辅助驾驶系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于图像复原的主动红外夜视辅助驾驶系统，具体涉及一种在黑暗环境中利用主动红外成像并用基于FPGA+DSP的实时图像复原技术进行图像复原的夜视辅助驾驶系统，属夜视成像技术领域。

背景技术

夜视系统已广泛应用在我们的日常生活中，主要用于在夜间观察目标，获得人眼可见的目标图像。现有较为成熟的夜视技术主要有：微光夜视技术、主动红外夜视技术、红外热成像技术三大类。其中：微光夜视技术又称像增强技术，是通过带像增强管的夜视镜，对夜晚光照亮的微弱目标像进行增强，以供观察的光电成像技术；主动红外夜视技术是通过主动照射并利用目标反射红外源的红外光来实施观察的夜视技术；红外热成像技术是借助于目标自身发射的红外辐射来实现观察的红外技术，它根据目标与背景或目标各部分之间的温差或热辐射差来发现目标。

根据主动红外夜视成像原理可知，基于主动红外成像的夜视系统具有能够充分利用红灯发出的狭窄光束照明目标，目标与背景反差大，所形成的图像与可见光图像相似，能清楚地显示道路的详细信息(如行人、车辆、车道标志线、交通信号、道路上散落的物体等)，对“无生命”的目标也能探测。

现有主动红外车载夜视系统虽然成像清晰，但受光源强度限制，有效成像距离短，无法过滤相同工作波长光线对系统的干扰，当系统面对迎面强光或装备主动红外车载夜视系统的近红外光源时，成像效果差，并且当黑夜中人的姿势变为类似于下蹲状姿势时，所述的现有夜视系统只能显示出一块模糊团状物，严重影响了驾驶员的判断能力。

现有的夜视辅助驾驶成像系统，如中国发明专利《激光夜视辅助驾驶激光照明器》（201410053862.0），是通过对被观测物体进行补光照明来提高图像的可视度所构成的成像系统，该系统只有使物体成像而未将得到的图像进行复原；中国发明专利《一种车载红外图像彩色化辅助驾驶系统》（201510141721.9）虽然可将红外成像彩色化，但同样是没有将彩色化的图像进行复原。现有的红外线主动成像系统，在红外图像的采集、传输和处理的过程中，受外界环境如大气扰动、景物和成像装置的相对运动等因素影响，导致得到的图像质量下降、视频分辨率不够高。因此，为了获得高质量清晰的图像，极有必要研制可克服图像退化严重问题的车载夜视辅助驾驶系统，该系统具备对退化图像进行复原能力。

综上所述，为了获得高质量清晰的图像，需要对退化图像进行复原，然而公开文献中并没有对红外成像图像进行图像复原的例子，因此，研制一套可克服图像退化严重问题的车载夜视辅助驾驶系统，采用对红外线采集到的图像进行基于FPGA+DSP实时图像复原来提高夜间图像的质量和分辨率，对保障驾驶员夜间安全行车有重大意义。

发明内容

本发明针对背景技术所述问题，设计一种基于图像复原的主动红外夜视辅助驾驶系统，是将主动红外成像系统与FPGA+DSP的实时图像处理系统结合，采用对红外线采集到的图像进行基于FPGA+DSP实时图像复原，以提高夜间图像的质量和分辨率，从而对红外成像的图像进行处理进而得到清晰的目标图像。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于图像复原的主动红外夜视辅助驾驶系统，包括：图像采集模块、报警模块、图像显示模块、电源管理模块；

所述图像采集模块用于发出红外光束探测夜间目标，并接收夜间探测目标图像成像点，得到实时采集图像；图像采集模块包括LED阵列和光束整形模块以及带红外功能的摄像头，LED阵列发射出的红外光信号通过光束整形模块，增强LED光学性能，再经过反射镜对夜间行人或者其它障碍物进行探测照明；带红外功能的摄影镜头在驱动电路的驱动下接收黑夜下探测目标的成像供进一步处理；

所述电源管理模块，用于给整个系统提供电源；

所述图像显示模块包括至少一块显示屏，所述显示屏用于显示处理后的图像；

所述报警模块用于响应实时监测的图像动态所反馈的信息，当超出正常状态时进行报警提示；

其特征在于：

还包括图像复原模块；所述图像复原模块用于将图像采集模块采集到的实时采集图像进行复原，是将基于FPGA+DSP的实时图像复原技术，对采集图像进行复原处理，使图像复原成清晰图像；通过DSP对图像中的目标进行方位探测、大小探测、移动探测、热源判断，然后将结果通过FPGA变成控制信号传送给报警模块的发声装置进行警示作用；

所述图像复原模块包括： FPGA模块、DSP模块、一个用于隔离的配置芯片、DPRAM、FLASH、SDRAM；