[发明专利]运动目标高动态场景图像的测量装置及方法

说明书

本发明提供了一种运动目标高动态场景图像的测量装置及方法，涉及光学图像测量技术领域。装置包括：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；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；分焦平面型偏振探测器中每一个微偏振片均是对同一个第一出射光进行的偏振处理，也就是说，CCD面阵探测器输出的单帧马赛克偏振图像中每一个像素点上的图像像素点数据均是在同一时刻针对运动目标形成的，因此，不同像素点上的图像像素点数据不存在时间间隔，如此，利用该单帧马赛克偏振图像生成的高动态场景图像清晰度更高。本方案，能够提高图像清晰度。

技术领域

本发明实施例涉及光学图像测量技术领域，特别涉及一种运动目标高动态场景图像的测量装置及方法。

背景技术

自然界中的目标场景具有非常宽的动态范围，场景亮度变化范围涵盖了大约9个数量级的动态范围。高动态范围成像技术是将多张不同曝光度的照片合成一张亮暗区域细节信息都清晰的照片，使照片效果更加接近人眼所观察到的真实景物。不仅有助于人眼对场景的辨识，而且对数字图像处理和计算机视觉系统都具有重要的意义。

通常高动态场景图像的成像方式是将多幅不同曝光度的图像序列直接融合成一幅能在普通设备上显示的图像。当利用多次曝光融合技术实现对运动目标或变化场景(拍摄场景中存在明显的物体移动)的高动态场景融合生成时，在融合过程中往往会出现明显的鬼影痕迹，使得高动态场景图像因重影而变得十分模糊。

基于此，亟需提供一种能够清晰测量出运动目标高动态场景图像的方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种运动目标高动态场景图像的测量装置及方法，能够提高图像清晰度。

第一方面，本发明实施例提供了一种运动目标高动态场景图像的测量装置，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。

优选地，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。

优选地，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°]。

优选地，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°。

优选地，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。

优选地，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：