[发明专利]运动目标高动态场景图像的测量装置及方法

权利要求书

1.一种运动目标高动态场景图像的测量装置，其特征在于，包括：光学透镜、固定式偏振片、分焦平面型偏振探测器和数据采集处理单元；

所述固定式偏振片，位于所述光学透镜和所述分焦平面型偏振探测器之间，用于将所述光学透镜对运动目标进行聚焦之后的聚焦光进行偏振处理，输出偏振处理后的第一出射光；

所述分焦平面型偏振探测器包括：微偏振片阵列和CCD面阵探测器；所述微偏振片阵列中的多个微偏振片与所述CCD面阵探测器中的多个像元一一对应；相邻四个微偏振片与对应的四个像元组成一个偏振像元组；每一个所述偏振像元组均相同；所述偏振像元组中四个微偏振片分别对应不同的偏振方向；

每一个微偏振片对所述第一出射光进行偏振处理，分别输出对应的第二出射光，每一个像元用于采集对应微偏振片输出的第二出射光所对应的图像像素点数据，多个像元输出的图像像素点数据形成单帧马赛克偏振图像；

所述数据采集处理单元，利用所述单帧马赛克偏振图像生成高动态场景图像。

2.根据权利要求1所述的运动目标高动态场景图像的测量装置，其特征在于，所述偏振像元组中每一个微偏振片的偏振方向均是以所述固定偏振片的偏振方向作为参考方向的。

3.根据权利要求2所述的运动目标高动态场景图像的测量装置，其特征在于，所述偏振像元组中每一个微偏振片的偏振方向与所述参考方向之间的偏转角度所对应的角度范围为[0°,180°]。

4.根据权利要求3所述的运动目标高动态场景图像的测量装置，其特征在于，所述偏振像元组中每一个微偏振片的偏振方向与所述参考方向之间的偏转角度分别为0°、45°、90°和135°。

5.根据权利要求1所述的运动目标高动态场景图像的测量装置，其特征在于，所述数据采集处理单元，具体用于针对所述偏振像元组中每一个微偏振片的偏振方向与所述参考方向之间的偏转角度，分别对所述单帧马赛克偏振图像进行分辨率还原，得到四个对应偏转角度的强度图像，并将该四个对应偏转角度的强度图像进行重构，得到所述高动态场景图像。

6.根据权利要求5所述的运动目标高动态场景图像的测量装置，其特征在于，所述数据采集处理单元在针对其中一个偏转角度对所述单帧马赛克偏振图像进行分辨率还原时，具体包括：

利用所述单帧马赛克偏振图像中与该偏转角度所对应像素点的图像像素点数据，确定所述单帧马赛克偏振图像中其它像素点的图像像素点数据，并将确定的该其它像素点的图像像素点数据填充至对应的其它像素点中，形成该偏转角度的强度图像。

7.根据权利要求6所述的运动目标高动态场景图像的测量装置，其特征在于，所述单帧马赛克偏振图像中其它像素点的图像像素点数据的确定方式包括：最近邻插值法、双线性插值法或基于梯度相关的插值法。

8.根据权利要求5-7中任一所述的运动目标高动态场景图像的测量装置，其特征在于，所述数据采集处理单元，还用于在对所述单帧马赛克偏振图像进行分辨率还原之前，将所述单帧马赛克偏振图像进行非均匀性校正。

9.一种运动目标高动态场景图像的测量方法，其特征在于，利用权利要求1-8中任一所述的运动目标高动态场景图像的测量装置实现测量，所述方法包括：

利用所述数据采集处理单元获取由所述分焦平面型偏振探测器输出的单帧马赛克偏振图像；

针对所述偏振像元组中每一个微偏振片的偏振方向与所述参考方向之间的偏转角度，分别对所述单帧马赛克偏振图像进行分辨率还原，得到四个对应偏转角度的强度图像；

并将该四个对应偏转角度的强度图像进行重构，得到所述高动态场景图像。

10.根据权利要求9所述的运动目标高动态场景图像的测量方法，其特征在于，在针对其中一个偏转角度对所述单帧马赛克偏振图像进行分辨率还原时，包括：

利用所述单帧马赛克偏振图像中与该偏转角度所对应像素点的图像像素点数据，确定所述单帧马赛克偏振图像中其它像素点的图像像素点数据，并将确定的该其它像素点的图像像素点数据填充至对应的其它像素点中，形成该偏转角度的强度图像。