[发明专利]元成像被动扫描系统与方法

说明书

本申请涉及成像技术领域，特别涉及一种元成像被动扫描系统与方法，其中，方法包括：利用拍摄过程中天然的抖动，或者图像本身的抖动，或者样本的运动等被动扫描方法获取目标物体的扫描图像；对样本相对运动的估计，获取相对准确的采样位置；结合基于每个视图的光流估计的运动校正算法，对局部动态结构区域进行校正，提取高分辨率目标物体图像信号。由此，解决了相关技术光路复杂及操作困难，扫描系统与成像系统的同步性困难，整个成像系统集成化及微型化困难，造价高无法很好满足市场需求等问题，具有体积小、集成度高、造价低、可实现多维高分辨率成像，具有广阔的应用等优点。

技术领域

本申请涉及成像技术领域，特别涉及一种元成像被动扫描系统与方法。

背景技术

目前随着图像传感器加工工艺的不断进步，使得我们能够在一次曝光下获得千万像素级的图片，但随之而来的问题就是图像中包含的数据量越来越庞大，并且其采集维度仍然只局限于二维。而现实场景往往需要高分辨率及复杂高维的信息，如何通过二维传感器来进行目标物体快速、精确、实时采集始终都是当前的一个研究热点。

相关技术中，最直观的方法就是使用二维传感器逐维度逐面地进行扫描，或者采用微透镜阵列结合三维解卷积算法提取出三维信号。

然而，目前光学扫描系统有以下缺点：(1)光路复杂，操作困难，扫描系统与成像系统的同步性困难；(2)体积大，整个成像系统集成化及微型化困难，通常需要光学试验台进行辅助；(3)造价高，机械式扫描振镜造价上万元，无法很好满足市场需求。

发明内容

本申请提供一种元成像被动扫描系统与方法，以解决相关技术光路复杂及操作困难，扫描系统与成像系统的同步性困难，整个成像系统集成化及微型化困难，造价高无法很好满足市场需求等问题，具有体积小、集成度高、造价低、可实现多维多尺度相空间成像，具有广阔的应用等优点。

本申请第一方面实施例提供一种元成像被动扫描方法，包括以下步骤：

利用元成像系统的被动扫描功能获取目标物体的扫描图像，其中，所述被动扫描功能为利用拍摄过程中天然的抖动，或者图像本身的抖动，或者样本的运动进行扫描；

基于扫描图像，对所述目标物体的相对运动估计，获取所述目标物体的目标采样位置；

基于预设的校正算法，通过密集采样的分散插值和每个微透镜的精确等效扫描所述目标采样位置，获得所述目标物体的高分辨率图像。

元成像系统可选地，在得到所述目标物体的扫描图像之后，还包括：

以预设推进策略推进所述目标物体的高分辨率成像速度，直至满足相机帧率条件。

可选地，所述元成像系统包含感光芯片及微透镜阵列。

可选地，所述预设算法基于每个视图的光流估计的运动校正算法。

本申请第二方面实施例提供一种元成像被动扫描系统，包括：

获取模块，用于利用元成像系统的被动扫描功能获取目标物体的扫描图像，其中，所述被动扫描功能为利用拍摄过程中天然的抖动，或者图像本身的抖动，或者样本的运动进行扫描

采集模块，用于基于扫描图像，对所述目标物体的相对运动估计，获取所述目标物体的目标采样位置；生成模块，用于基于预设的校正算法，通过密集采样的分散插值和每个微透镜的精确等效扫描所述目标采样位置，获得所述目标物体的高分辨率图像。

可选地，在得到所述目标物体的三维采样图像之后，所述生成模块，还包括：

以预设推进策略推进所述目标物体的高分辨率成像速度，直至满足相机帧率条件。

可选地，所述元成像系统包含感光芯片及微透镜阵列。