摘要：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。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：针对传统相机成像高频部分信息保留不充分、编码曝光码字求解不准确、运动模糊核估算难等问题,聚焦编码曝光相机码字搜索方法,提出一种基于Memetic算法框架的智能优化循环搜索策略。采用差分进化中的变异交叉算子得到全局解,再采用禁忌搜索对全局解进行局部排查,循环搜索获取最优码字序列。设计了一种适用于编码曝光图像复原的损失函数,采用端到端盲去卷积核的生成对抗网络,比较了不同码字获取方式对模糊图像复原的影响。实验结果表明:相比其他方法,所提智能优化算法能更准确地求解码字序列,鲁棒性更好;经同一网络进行运动模糊图像复原时,所提算法码字得到的复原结果在主客观方面均优于现有方法,在运动模糊复原领域具有较高的工程应用价值。

摘要：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.