[发明专利]一种基于双目合成孔径聚焦图像的目标测距方法、装置

权利要求书

1.一种基于双目合成孔径聚焦图像的目标测距方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、从两个结构相同的面阵处，以所述两个面阵的对称中心作为基准机位，对目标所在场景分别进行光学合成孔径成像，分别得到一组对应不同聚焦距离的合成孔径图像；

步骤2、对每一个聚焦距离，将其所对应的从两个面阵处获得的两幅合成孔径图像作为一对，然后对每一对合成孔径图像进行以下处理：以其中一幅图像中的目标图像作为参考图像，将另一幅图像中与参考图像相对应的区域作为匹配位置图像，并将另一幅图像中与匹配位置图像间的像差矢量的模在(0,d]范围内变化的一系列区域作为非匹配位置图像，d为预设的最大像差；计算参考图像与匹配位置图像之间的相容信息量R₀以及参考图像与各非匹配位置图像之间的相容信息量，并将所计算出的参考图像与各非匹配位置图像之间的相容信息量中大于R₀的值统一修改为R₀，然后计算修改后的参考图像与各非匹配位置图像之间的相容信息量的均值；最后以R₀与所述均值的差值作为该聚焦距离的检测量；所述相容信息量用于度量两幅图像的信息中相同部分的量；

步骤3、找出检测量最大的聚焦距离，并判断该聚焦距离所对应的R₀是否大于预设的相容信息量门限值，如是，则以该聚焦距离作为目标距离。

2.如权利要求1所述目标测距方法，其特征在于，所述面阵为圆形面阵；所述光学合成孔径成像通过密布在圆形面阵中的小孔成像模型摄像机阵列同时拍摄实现，或者通过单个小孔成像模型摄像机在圆形面阵中一系列密集排布的机位分时拍摄实现。

3.如权利要求1所述目标测距方法，其特征在于，对于灰度图像，所述相容信息量的度量形式为两幅图像的信息熵与两幅图像间相似度的乘积，或者为两幅图像的平均信息熵与两幅图像间相似度的乘积，或者为两幅图像的锐度均值或梯度均值或对比度均值与两幅图像间相似度的乘积，或者为两幅图像的互熵；对于彩色图像，所述相容信息量的度量形式为采用灰度图像的相容信息量度量形式所得到的两幅图像在RGB颜色空间中各通道子图像间相容信息量的和或均值。

4.如权利要求1所述目标测距方法，其特征在于，使用基于超分辨率复原的光学合成孔径成像方法对目标所在场景分别进行光学合成孔径成像。

5.如权利要求1所述目标测距方法，其特征在于，所述像差矢量的模在(0,d]范围内逐像素变化。

6.一种基于双目合成孔径聚焦图像的目标测距装置，其特征在于，包括：

双目合成孔径成像单元，用于从结构相同的两个面阵处，以所述两个面阵的对称中心作为基准机位，对目标所在场景分别进行光学合成孔径成像，分别得到一组对应不同聚焦距离的合成孔径图像；

距离检测单元，用于根据双目合成孔径成像单元所获得的两组对应不同聚焦距离的合成孔径图像检测出目标距离，其检测方法具体如下：对每一个聚焦距离，将其所对应的从两个面阵处获得的两幅合成孔径图像作为一对，然后对每一对合成孔径图像进行以下处理：以其中一幅图像中的目标图像作为参考图像，将另一幅图像中与参考图像相对应的区域作为匹配位置图像，并将另一幅图像中与匹配位置图像间的像差矢量的模在(0,d]范围内变化的一系列区域作为非匹配位置图像，d为预设的最大像差；计算参考图像与匹配位置图像之间的相容信息量R₀以及参考图像与各非匹配位置图像之间的相容信息量，并将所计算出的参考图像与各非匹配位置图像之间的相容信息量中大于R₀的值统一修改为R₀，然后计算修改后的参考图像与各非匹配位置图像之间的相容信息量的均值；最后以R₀与所述均值的差值作为该聚焦距离的检测量；所述相容信息量用于度量两幅图像的信息中相同部分的量；找出检测量最大的聚焦距离，并判断该聚焦距离所对应的R₀是否大于预设的相容信息量门限值，如是，则以该聚焦距离作为目标距离。

7.如权利要求6所述目标测距装置，其特征在于，所述面阵为圆形面阵；所述光学合成孔径成像通过密布在圆形面阵中的小孔成像模型摄像机阵列同时拍摄实现，或者通过单个小孔成像模型摄像机在圆形面阵中一系列密集排布的机位分时拍摄实现。