[实用新型]一种模拟复眼的自适应图像信息采集装置

说明书

本申请是分案申请，原申请的申请号：201320558476.8，发明创造名称：一种模拟复眼的自适应图像信息采集装置，申请日：2013-9-10。 

技术领域

本实用新型涉及一种自适应图像信息采集装置，尤其涉及一种仿螳螂虾的复眼自适应图像信息采集装置。 

背景技术

在现有技术中，通过数字微镜器件对场景图像进行采样，由于光线强弱变化直接影响成像质量，所以会出现光线强时，清晰度高，光线弱时，清晰度降低，噪点增加；虽然有很多软件处理方法提高弱光线下的清晰度，但是处理效果不佳，例如，最近邻域插值方法、双线性插值方法、双立方插值方法等。双线性插值方法比最近邻域插值方法具有更高的重构准确度，图像恢复效果更佳，但图像会出现锯齿和模糊现象。虽然双立方插值方法的重构效果优于前两者，但却是以牺牲效率为代价，其所耗时间是其它方法的几倍甚至几十倍。同时这些算法只考虑局部像素与全局的相关性，在提高图像恢复效果上有一定作用，然而却破坏了原始图像的高频细节。 

现有研究发现，昆虫具有较为宽广的生存环境，例如，螳螂虾所生活的水域从水下50米一直延伸到水下100米。在该环境中，由于太阳光照及水介质的共同作用，其光照条件产生剧烈的变化，为了适应这种多变的生存环境，该物种在小眼排列结构固定的前提下，通过晶状体、感杆束的共同作用，自适应的调节光接收角的大小，在整个复眼的视域内形成不同程度的重叠，最终根据不同的光线环境接收到不同特性的光学信息。在明亮和阴暗两种光照条件下，螳螂虾通过肌丝的松弛和紧缩调节晶状体及感杆束的长度，从而实现小眼视域缩小或扩大的效果，获取相对稳定的光子数量或较好的空间分辨率，使二者达到平衡。根据在实验室条件下所得结果，螳螂虾在不同光照强度环境下，其复眼的成像去广角度及视域会发生相应变化，如亮适应下其小眼视域为5度，是对应暗适应下2度小眼视域的2.5倍。这种昆虫复眼的成像控制机制能够根据环境光照强度的改变调节视域的范围，如果将这种仿生学原理应用于图像采样过程中，将极大提高采样图像的成像效果。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可根据环境光照强度进行自适应调节图像采样视域范围的模拟复眼的自适应图像信息采集装置。 

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种模拟复眼的自适应图像信息采集装置，包括：用于复眼采集目标场景信息的复眼透镜阵列，该复眼透镜阵列包括四个小眼图像采集单元，由四条导轨按X形对称方式拼接而成的导轨组件，所述四个小眼图像采集单元分别位于四条导轨上，且按该导轨组件的中心对称分布，其中，所述小眼图像采集单元包括透镜，位于该透镜后端的成像器件；透镜采用正方形结构、长方形或者圆形的结构；各导轨上分别设有用于带动小眼图像采集单元沿相应导轨同步相向或相背等速移动的传动机构；设于所述导轨组件中心点的光敏传感器，与该光敏传感器相连的处理器模块，该单片机模块与传动机构中的各电机驱动模块相连。 

所述导轨包括四条单根导轨本体，四条单根导轨本体按X形对称方式拼接而成的导轨组件，各单根导轨本体上分别设有与该导轨本体滑动配合的滑块，各滑块的端面上分别固定各小眼图像采集单元，该滑块内部设有与所述单根导轨本体滚动配合的滚轮，该滚轮由微型驱动电机控制转动。 

 本实用新型相对于现有技术具有积极的效果：（1）本实用新型通过复眼透镜阵列中四个小眼图像采集单元移动来调节视域大小，实现了当环境光照强度增强时，所述处理器模块控制各小眼图像采集单元分别沿导轨向外侧相背移动相应距离，以扩大视域范围；在环境光照强度减弱时，所述处理器模块控制各小眼图像采集单元分别沿导轨向内侧相向移动相应距离，以收缩视域范围；当视域范围缩小后，各小眼图像采集单元的单个视域在采集目标场景时，必然会有视域重叠部分，利用视域重叠部分提高图像的清晰度，本实用新型通过硬件的改进设计避免了纯软件算法提高清晰度的带来的技术缺陷。（2）本实用新型利用移动的小眼图像采集单元实现类似螳螂虾的复眼功能，比传统的N多个小眼图像采集单元来实现复眼功能成本更低。 

附图说明

为了清楚说明本实用新型的创新原理及其相比于现有产品的技术优势，下面借助于附图通过应用所述原理的非限制性实例说明一个可能的实施例。在图中： 

图1为本实用新型的自适应图像信息采集装置在环境光照强度减弱时的示意图；

图2为本实用新型的自适应图像信息采集装置在环境光照强度增强时的示意图；

图3为本实用新型的复眼透镜阵列的两条导轨本体的结构示意图;