[发明专利]一种用于提取强反射表面几何特征的高动态范围成像方法

摘要

本发明公开了一种用于提取强反射表面几何特征的高动态范围成像方法，采用由DMD、CCD、第一、二透镜组和处理器构成的DMD相机；被测强反射表面经DMD编码调制后在CCD中成像；利用最大类间方差法判别编码图像中是否存在过饱和区域；设计自适应光强编码控制算法，通过坐标匹配与映射生成相应的DMD掩模，导入至DMD中完成对相应区域的入射光线进行有效衰减。依次迭代，直至最终获得的编码图像完整清晰。最后，将编码图像根据实际衰减光强情况，重构出其高动态范围图像，并利用色调映射技术清晰显示，从而达到了自适应高动态范围成像的目标。本方法可从解决强反射表面的三维几何特征测量中因局部过曝光造成的几何特征难以有效提取的问题。

主权项

1.一种用于提取强反射表面几何特征的高动态范围成像方法，其中，所用的成像系统为由数字微镜器件DMD、电荷耦合元件CCD、第一透镜组、第二透镜组和处理器构成的线性空间不变的DMD相机；/n所述数字微镜器件DMD形成一DMD像平面，所述电荷耦合元件CCD形成一CCD像平面，所述DMD像平面与所述CCD像平面平行；所述第一透镜组是变焦透镜组，所述第一透镜组处于由所述数字微镜器件DMD和电荷耦合元件CCD之间所形成的主光轴上，所述第一透镜组用以将DMD像平面所成的像完整投影到CCD像平面，所述数字微镜器件DMD中的每一个微镜与电荷耦合元件CCD中的每一个像元一一对应；所述第二透镜组是一个定倍成像物镜，用以将被测强反射表面完整成像在所述DMD像平面上，从而确定DMD相机的视场范围和工作距离；所述数字微镜器件DMD、第二透镜组和被测强反射表面三者之间的位置关系满足斜置场面成像条件，被测强反射表面与DMD像平面相对于第二透镜组互为共轭；所述主光轴与所述第二透镜组所在光轴之间的夹角为24°，上述数字微镜器件DMD、电荷耦合元件CCD、第一透镜组和处理器组成一光电反馈系统；/n其特征在于：并包括以下步骤：/n步骤一、被测强反射表面反射光线进入所述成像系统；/n步骤二、经所述数字微镜器件DMD编码调制后在电荷耦合元件CCD中成像；利用最大类间方差法判别编码图像中是否存在过饱和区域；若编码图像中不存在过饱和区域，则所得图像为完整清晰图像；则执行步骤四；若编码图像中存在过饱和区域，执行步骤三；/n步骤三、利用自适应光强编码控制算法，通过坐标匹配与映射生成相应的DMD掩模，导入至数字微镜器件DMD中完成对相应区域的入射光线进行有效衰减；具体过程如下：/n步骤3-1、初始化：所述数字微镜器件DMD中所有的微镜打开，此时，电荷耦合元件CCD获得场景的原始图像I