[发明专利]多尺度成像装置、大视场高分辨率图像拼接方法及系统

权利要求书

1.一种多尺度成像装置，其特征在于，包括：

前端物镜，其能够收集大视场信息；

后端微相机阵列，所述微相机阵列包括基准微相机和多个第一微相机，所述基准微相机与所述前端物镜位于同一中心线上，多个所述第一微相机分布在一个圆弧上以对成像进行局部校正，实现均匀成像，相邻的微相机的光学通道具有光路重叠；每个光学通道的光学分辨率与图像采集模块中的传感器最高分辨率保持相同。

2.一种大视场高分辨率图像拼接方法，其特征在于，包括以下步骤：

将图像采集模块采集到的原始Bayer格式的图像转换成RGB格式；

对每一路视频数据采用轮询的方法缓存在外部存储设备；

根据显示时序的要求，将图像数据从外部存储设备中读出并进行圆柱面投影；

通过渐入渐出法将相邻光学通道图像数据圆柱面投影之后的像素进行融合，获得融合后的像素；

将融合后的像素经过显示器进行显示。

3.根据权利要求2所述的大视场高分辨率图像拼接方法，其特征在于，将图像采集模块采集到的Bayer格式的图像转换成RGB格式，包括：

使用I2C对传感器进行配置；

根据传感器的帧有效信号和行有效信号进行图像数据采集；

使用双线性插值算法将Bayer格式的图像转成RGB格式。

4.根据权利要求2所述的大视场高分辨率图像拼接方法，其特征在于，对每一路视频数据采用轮询的方法缓存在外部存储设备，包括：

对每一路视频数据在存储设备分配两个存储位置，写入图像数据的时候轮流向两个存储位置写入图像数据，读取图像数据的时候从两个存储位置轮流读取图像数据，其中，读取图像数据比写入图像数据延迟一帧以避免读写冲突。

5.根据权利要求2所述的大视场高分辨率图像拼接方法，其特征在于，所述将多组图像信息投影到圆柱面上，包括以下步骤：

以基准微相机采集的图像作为基准图像，对所述基准图像进行正投影以将基准图像投影至圆柱面上；

对多个第一微相机采集的图像进行圆柱面正投影操作，确定柱面全景图的大小；

根据每幅图像在柱面全景图的位置进行反投影变换，获得柱面全景图中每个像素位置对应的原始图像坐标。

6.根据权利要求3所述的大视场高分辨率图像拼接方法，其特征在于，所述获得柱面全景图中每个像素位置对应的原始图像坐标，包括：

根据柱面全景图中像素位置对应的一个原始图像坐标，获得四个双线性插值的邻域坐标。

7.根据权利要求2所述的大视场高分辨率图像拼接方法，其特征在于，所述将图像数据从外部存储设备中读出并进行圆柱面投影，包括：

将从外部存储设备读出的图像像素分奇偶行奇偶列存储在FPGA片上Block RAM资源中；

根据四个双线性插值的邻域坐标，从Block RAM中读出相应的图像数据，并根据原始图像坐标确定四个双线性插值图像数据对应的权重，执行圆柱面投影算法。

8.根据权利要求2所述的大视场高分辨率图像拼接方法，其特征在于，所述通过渐入渐出法将圆柱面投影之后的像素进行融合，获得融合后的图像，具体包括：

计算圆柱面投影之后相邻图像的重叠区域；

根据相邻图像的重叠区域，通过渐入渐出法对圆柱面投影之后的像素进行融合，获得融合后的像素，将融合后的像素存放到FIFO中。

9.根据权利要求2所述的大视场高分辨率图像拼接方法，其特征在于，所述通过渐入渐出法将圆柱面投影之后的像素进行融合，获得融合后的图像，之后还包括：

根据显示时序，显示图像融合结果。

10.一种大视场高分辨率图像拼接系统，其特征在于，包括：

图像数据采集模块，将Bayer格式的像素转换成RGB格式；

图像缓存模块，对每一路视频数据采用轮询的方法缓存在外部存储设备；

图像投影变换模块，将图像数据从外部存储设备中读出并进行圆柱面投影；

图像融合模块，所述图像融合模块通过渐入渐出法将圆柱面投影之后的像素进行融合，获得融合后的图像；

图像显示模块，所述图像显示模块根据显示时序，显示图像融合结果。