基于数字微镜器件的自适应高动态范围成像方法及应用 被引量：6

1

作者 冯维 张福民 +1 位作者 王惟婧 曲兴华 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第23期121-129,共9页

在结构光三维扫描测量中,强反射表面因编码结构光照射后易产生局部镜面反射的特性,引起相机曝光饱和,淹没了所要检测的表面几何特征信息.为解决强反射表面的视觉成像难题,基于数字微镜器件(digital micromirror device,DMD)具有调制入... 在结构光三维扫描测量中,强反射表面因编码结构光照射后易产生局部镜面反射的特性,引起相机曝光饱和,淹没了所要检测的表面几何特征信息.为解决强反射表面的视觉成像难题,基于数字微镜器件(digital micromirror device,DMD)具有调制入射光线空间信息的特性,本文提出一种基于DMD的自适应高动态范围成像方法.设计与搭建了一套新型可编程的计算成像系统,建立其光学系统模型,并实现了DMD微镜与CMOS像素的匹配与映射;分析了基于逐像素编码曝光的高动态范围成像原理,并设计了基于DMD的光强编码控制算法,实现对入射光线强度的自适应精确调制,从而使进入成像系统中的入射光强始终处于相机的合适曝光强度内.实验表明:该方法突破了普通数字相机的动态范围限制,能够精确地控制被测强反射表面各个区域的入射光线强弱,并实现了对强反射表面的局部过曝光区域的清晰成像.该研究成果将为从根源上解决强反射表面因局部过曝光造成的三维点云缺失问题提供重要的解决方案. 展开更多

关键词 计算成像 高动态范围 编码曝光 数字微镜器件

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基于视频重建的颤振探测与图像复原方法 被引量：5

2

作者 唐超影 陈跃庭 +2 位作者 李奇 冯华君 徐之海 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期104-112,共9页

提出了一种基于单次曝光视频重建的颤振探测与图像去模糊的方法,该方法对采样区域处的像素进行编码曝光,并由此重建出一系列视频图像,通过视频图像的位移矢量构建点扩展函数,最终复原模糊图像。该方法不需要额外硬件,在系统复杂度和成... 提出了一种基于单次曝光视频重建的颤振探测与图像去模糊的方法,该方法对采样区域处的像素进行编码曝光,并由此重建出一系列视频图像,通过视频图像的位移矢量构建点扩展函数,最终复原模糊图像。该方法不需要额外硬件,在系统复杂度和成本上有着一定优势。仿真结果表明,该方法可以较好地复原图像。 展开更多

关键词 图像处理 图像复原 颤振探测 压缩感知 编码曝光 视频重建

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结合编码曝光和运动先验信息的局部模糊图像复原 被引量：4

3

作者 叶晓杰 崔光茫 +2 位作者 于快快 赵巨峰 朱礼尧 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期320-330,339,共12页

针对局部运动模糊图像复原的病态性和背景被破坏的问题,提出基于编码曝光和运动先验信息的局部模糊图像复原方法.分析编码曝光成像理论模型,建立最优码字选取的适应度函数准则.通过物像关系,获得运动目标的点扩散函数(PSF)像移尺度初步... 针对局部运动模糊图像复原的病态性和背景被破坏的问题,提出基于编码曝光和运动先验信息的局部模糊图像复原方法.分析编码曝光成像理论模型,建立最优码字选取的适应度函数准则.通过物像关系,获得运动目标的点扩散函数(PSF)像移尺度初步估计参数,作为运动先验信息.采用背景差分法进行目标提取,综合编码曝光运动模糊图像的叠加特性,实现对运动模糊目标区域的精确提取.结合先验信息,引入基于贝叶斯最大后验概率框架的student-t复原算法进行PSF精确估计和复原重建,快速迭代得到复原结果.搭建实验仿真系统,并开展针对实际运动目标的复原实验.实验结果表明,该方法能有效改善传统曝光中运动模糊复原的病态性问题,抑制复原过程中目标图像边缘振铃及背景噪声的放大效应,所复原图像具有更好的主客观评价结果. 展开更多

关键词 编码曝光 运动模糊 运动先验信息 局部复原 点扩散函数

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基于混合编码曝光的匀加速运动模糊图像复原方法 被引量：4

4

作者 徐树奎 张军 +1 位作者 涂丹 李国辉 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期78-83,94,共7页

针对运动模糊图像复原问题中点扩展函数难以准确获得和图像反卷积的病态性,提出了一种基于混合编码曝光相机的运动模糊复原框架。混合编码曝光相机由一个高速双目立体相机和一个高分辨率编码曝光相机构成。编码曝光相机在其曝光过程中... 针对运动模糊图像复原问题中点扩展函数难以准确获得和图像反卷积的病态性,提出了一种基于混合编码曝光相机的运动模糊复原框架。混合编码曝光相机由一个高速双目立体相机和一个高分辨率编码曝光相机构成。编码曝光相机在其曝光过程中由一个二进制编码控制其快门的开关状态。双目立体摄像机作为一个运动传感器在编码相机曝光的开始、中间和结束时刻分别拍摄三对立体图像对。提出了一种基于二进制编码和运动参数的PSF评估算法和一种基于双目立体视觉的运动测量算法来获得运动参数。在获得编码曝光运动模糊图像的PSF后,使用直接反卷积方法进行图像复原获得清晰图像。实验结果表明,该方法能够自动快速有效地对运动模糊图像进行复原。 展开更多

关键词 运动模糊复原 混合相机 编码曝光 运动测量

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基于颤振探测和编码曝光的快速图像复原方法 被引量：4

5

作者 何丽蓉 黄加紫 +3 位作者 冯华君 徐之海 李奇 陈跃庭 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期102-109,共8页

编码曝光方法是基于扩频技术的思想,通过对快门的编码将传统的快门频谱扩展到更宽的频带上,保留更多图像的频域信息,方便图像信号的恢复。提出了一种基于光纤陀螺振动探测和编码曝光的颤振模糊图像复原方法,介绍了编码曝光和颤振探测的... 编码曝光方法是基于扩频技术的思想,通过对快门的编码将传统的快门频谱扩展到更宽的频带上,保留更多图像的频域信息,方便图像信号的恢复。提出了一种基于光纤陀螺振动探测和编码曝光的颤振模糊图像复原方法,介绍了编码曝光和颤振探测的基本理论,实现最优编码码字的选取。利用光纤陀螺进行颤振轨迹探测,并使用统计的方法估计点扩展函数(PSF),将复杂的几何计算问题转化为简单的统计问题,降低运算复杂度,提高运算速度。提出的方法主要用于复原由卫星平台颤振引起的遥感成像模糊,实验结果表明,该方法能够实现快速的复原,对于快速获得高分辨率遥感图像具有重要意义。 展开更多

关键词 图像处理 快速复原 编码曝光 颤振探测 点扩展函数估计

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编码曝光图像的L0正则化去模糊重建方法 被引量：4

6

作者 李响 蒋敏 +2 位作者 彭钰蘅 李明伟 孙怡 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2020年第1期65-78,共14页

目标的运动会导致其成像模糊。为了从模糊的图像中恢复清晰的目标图像,本文采用了编码曝光成像技术。与传统相机成像中快门一直处于开启的状态不同,编码曝光相机成像是在快门开启和闭合转换过程中成像。由于在时域快速转换的编码等效为... 目标的运动会导致其成像模糊。为了从模糊的图像中恢复清晰的目标图像,本文采用了编码曝光成像技术。与传统相机成像中快门一直处于开启的状态不同,编码曝光相机成像是在快门开启和闭合转换过程中成像。由于在时域快速转换的编码等效为频域较宽的滤波器,因此编码曝光成像有效地保留了目标的高频信息。为了从编码曝光图像中清晰地复原图像,本文设计了能保留图像高频细节的L0正则项约束的图像重建和模糊核估计方法。通过待重建图像与模糊核的交替迭代更新来完成图像重建。仿真合成图像和实际采集图像的实验表明,本方法对多种运动产生的模糊均有良好的图像复原效果。 展开更多

关键词 运动模糊 编码曝光 图像重建 L0正则化约束

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基于Memetic算法的编码曝光最优码字序列搜索方法 被引量：3

7

作者 崔光茫 于快快 +2 位作者 叶晓杰 赵巨峰 朱礼尧 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期166-175,共10页

提出了一种基于Memetic算法的编码曝光最优码字序列搜索方法。分析了编码曝光成像理论模型,建立了最优码字选取的适应度函数准则。引入Memetic算法框架并开展了最优编码序列搜索,利用遗传搜索算法进行了全局最优解搜索,并在此基础上利... 提出了一种基于Memetic算法的编码曝光最优码字序列搜索方法。分析了编码曝光成像理论模型,建立了最优码字选取的适应度函数准则。引入Memetic算法框架并开展了最优编码序列搜索,利用遗传搜索算法进行了全局最优解搜索,并在此基础上利用模拟退火算法进行了局部最优解求解,通过适应度函数的阈值约束及种群和最优解的更新迭代,得到了最优码字搜索结果。研究结果表明,相比其他方法,所提算法兼顾了全局最优与局部最优的求解,得到的最优码字序列具有更优性能指标,算法执行效率高,复原图像的主客观评价质量更好。 展开更多

关键词 图像处理 反卷积 编码曝光 运动模糊 MEMETIC算法 码字序列搜索

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编码曝光相机设计与实现 被引量：2

8

作者 李红 李明伟 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期72-77,共6页

为了用普通监控相机的资源获取快速运动物体的清晰图像,本文设计了一种基于硬件摄像技术的编码曝光相机。其方法是在CCD时序电路中预设二进制编码序列控制曝光方式,用FPGA技术实现并驱动CCD图像传感器获取图片。然后在ARM的微处理器核中... 为了用普通监控相机的资源获取快速运动物体的清晰图像,本文设计了一种基于硬件摄像技术的编码曝光相机。其方法是在CCD时序电路中预设二进制编码序列控制曝光方式,用FPGA技术实现并驱动CCD图像传感器获取图片。然后在ARM的微处理器核中,用反卷积方法对拍摄图片进行去模糊处理。使用编码序列控制曝光方式拍摄的图像能够充分的保留图像的高频信息,这样卷积去模糊能够转变为常态问题,最后得到较高质量的图像。实验表明,对比常规曝光获取的图像,编码曝光方式拍摄的快速运动物体图像信息清晰,效果满意。 展开更多

关键词 摄影技术 编码曝光 曝光方式

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考虑CCD噪声条件下的编码曝光最优码字搜索方法 被引量：2

9

作者 黄魁华 张军 +1 位作者 徐树奎 李国辉 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期72-78,共7页

编码曝光技术将病态的运动模糊图像复原问题转化为良态问题,寻找最优码字是编码曝光技术的关键。面向实用化目的,提出了一种考虑CCD传感器噪声的编码曝光相机最优码字搜索方法。基于仿射噪声模型对图像成像过程中的噪声成分进行了系统分... 编码曝光技术将病态的运动模糊图像复原问题转化为良态问题,寻找最优码字是编码曝光技术的关键。面向实用化目的,提出了一种考虑CCD传感器噪声的编码曝光相机最优码字搜索方法。基于仿射噪声模型对图像成像过程中的噪声成分进行了系统分析,首次从理论上分析了Raskar码字选取依据并基于复原图像信噪比增益提出了光子噪声对最优码字构造影响的解析表达式。在对实际编码曝光相机进行噪声标定的基础上,提出了最优码字搜索的准则并构造出适应度函数,采用遗传算法进行优化搜索得到最优码字。仿真图像和真实图像的复原结果证实了该方法的有效性,复原图像信噪比得到有效的提高。 展开更多

关键词 编码曝光 运动模糊复原 光子噪声 最优码字

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基于面阵CCD-TDI模式编码感知的高分辨率遥感计算成像 被引量：2

10

作者 潘旋 高大化 石光明 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期993-998,共6页

针对推扫式遥感成像,基于压缩感知(CS)理论,提出一种利用低密度探测器获取高分辨率遥感图像的新方法。在推扫过程中,采用可编码的行间转移面阵电荷耦合器件(CCD)并使其工作于时间延迟积分(TDI)模式,在随机曝光控制电路的控制下实现对场... 针对推扫式遥感成像,基于压缩感知(CS)理论,提出一种利用低密度探测器获取高分辨率遥感图像的新方法。在推扫过程中,采用可编码的行间转移面阵电荷耦合器件(CCD)并使其工作于时间延迟积分(TDI)模式,在随机曝光控制电路的控制下实现对场景信息的编码感知;通过计算成像,从感知的数据中重构出高分辨率遥感图像。这种基于CCD-TDI模式编码感知的高分辨率遥感计算成像方法,可以增强成像分辨率和提高输出图像信噪比。仿真结果验证了本文方法的有效性。 展开更多

关键词 高分辨率成像 电荷耦合器件-时间延迟积分(CCD-TDI)模式 编码感知 随机曝光 压缩感知(CS)

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极端先验下的编码曝光运动目标模糊成像复原 被引量：1

11

作者 李响 何东钢 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2022年第6期1170-1177,共8页

采集运动目标图像时,由于目标与采集相机之间产生相对运动造成图像模糊.为了获得清晰运动目标图像,提出了极端先验下的编码曝光运动目标模糊成像复原方法.该方法将传统曝光快门的一次开合过程转变为特殊逻辑编码的多次开合过程,将频域... 采集运动目标图像时,由于目标与采集相机之间产生相对运动造成图像模糊.为了获得清晰运动目标图像,提出了极端先验下的编码曝光运动目标模糊成像复原方法.该方法将传统曝光快门的一次开合过程转变为特殊逻辑编码的多次开合过程,将频域中将窄带滤波扩展为宽带滤波,进而将原始目标高频信息保留在模糊图像中.通过建立极端先验下的正则化编码曝光优化函数,提出了一种有效的编码曝光图像复原迭代和核估计算法.本方法利用编码曝光保存目标原始信息,再利用图像的极端先验自然属性有效复原.在多组合成和实际采集编码曝光运动模糊图像复原中,利用图像质量评价指数表明本方法能够在不同相对运动模式下均获较好的复原效果. 展开更多

关键词 图像复原 编码曝光 极端先验 运动模糊

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编码曝光相机系统设计 被引量：2

12

作者 李响 李明伟 孙怡 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期1-9,共9页

在研究编码曝光理论基础上,设计了应用型嵌入式编码曝光相机系统。在采集运动目标图像时,按照预设的编码时序控制曝光快门,得到了光生电荷多次叠加一次转移的图像。该图像为具有编码曝光信息的运动模糊图像,有更多的图像细节信息。编码... 在研究编码曝光理论基础上,设计了应用型嵌入式编码曝光相机系统。在采集运动目标图像时,按照预设的编码时序控制曝光快门,得到了光生电荷多次叠加一次转移的图像。该图像为具有编码曝光信息的运动模糊图像,有更多的图像细节信息。编码曝光图像信号经过AD转换后将数据暂存在数据存储器,再经核心器件解码模块输出复原图像。实验结果证明,编码曝光相机能有效解决线性运动模糊问题。在相同测试条件下,利用无参考图像评价指标测试,编码曝光条件下复原图像质量的指标平均值均比一般单次曝光条件下复原图像质量提高了近2倍。 展开更多

关键词 编码曝光 图像去模糊 嵌入式系统 相机设计

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中继透镜分辨率在像素编码曝光成像中对图像重构质量的影响分析

13

作者 贺芷椰 张彦东 +3 位作者 唐春华 李军利 李四维 于斌 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期53-61,共9页

像素编码曝光成像技术是一种先进的高速成像技术,其利用数字微镜器件(digital micromirror device,DMD)对相机每个像素的曝光进行编码,将多帧图像信息融入到单帧编码图像中,然后再利用解码算法进行图像重构,将低帧频相机的图像采集速率... 像素编码曝光成像技术是一种先进的高速成像技术,其利用数字微镜器件(digital micromirror device,DMD)对相机每个像素的曝光进行编码,将多帧图像信息融入到单帧编码图像中,然后再利用解码算法进行图像重构,将低帧频相机的图像采集速率提升数倍,实现低帧频相机的高速成像.在该技术中,DMD的像素与相机像素之间的精确匹配是实现编码曝光成像的前提,因此,相关研究人员主要关注于如何实现像素的精确匹配.然而,两者之间中继成像系统的分辨率作为编码曝光成像的另一重要影响因素,却鲜有人研究和分析.为此,本文从理论上分析了中继成像系统的分辨率对解码图像重建效果的影响,并结合模拟和实际成像实验对理论分析进行验证.在此基础上,搭建了像素编码曝光成像系统,提出了一种基于条纹相位的成像系统点扩散函数估计方法,并将Richard-Lucy反卷积算法引入到编码图像的重构过程中,有效改善编码曝光成像的质量,对于像素编码曝光成像技术的发展具有重要的意义. 展开更多

关键词 高速成像 像素编码曝光成像 中继透镜 数字微镜器件

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