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专利号: 2018111678806
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种计算成像系统,其特征在于,所述计算成像系统包括:

带有单透镜镜头的CCD相机,用于采集退化图像,并根据所述退化图像确定低电压差分图像;

数据通信接口,与所述CCD相机相连,用于将所述低电压差分图像转换成TTL图像;

第一控制器,与所述数据通信接口相连,用于接收所述TTL图像,并对所述TTL图像进行滤波去噪预处理,获得去噪处理图像;还用于发出第一读中断指令;还用于存储离线标定确定的常数矩阵;

存储器,与所述第一控制器相连,用于存储所述去噪处理图像;

第二控制器,分别与所述第一控制器、所述存储器相连,用于接收所述第一控制器发送的所述第一读中断指令,并根据所述第一读中断指令向所述存储器内获取所述去噪处理图像,并根据所述去噪处理图像求解二维傅里叶变换,获得退化图像二维傅里叶变换值;向所述第一控制器获取所述常数矩阵,并根据所述常数矩阵和所述退化图像二维傅里叶变换值确定复原图像二维傅里叶变换值,对所述复原图像二维傅里叶变换值进行二维傅里叶逆变换获得低电压差分复原图像,并将所述低电压差分复原图像存储至所述存储器,同时向所述第一控制器发送第二读中断指令;以使所述第一控制器根据所述第二读中断指令向所述存储器读取所述低电压差分复原图像,并将所述低电压差分复原图像发送至所述数据通信接口,以使所述数据通信接口将所述低电压差分复原图像转换成TTL复原图像。

2.根据权利要求1所述的计算成像系统,其特征在于,所述计算成像系统还包括:图像输入输出切换通道,分别与所述CCD相机、所述数据通信接口、所述显示器相连,用于将所述低电压差分图像发送至所述数据通信接口;还用于将所述TTL复原图像进行数模转换并叠加同步信号形成标准视频图像。

3.根据权利要求2所述的计算成像系统,其特征在于,所述计算成像系统还包括:显示器,与所述图像输入输出切换通道相连,用于将所述图像输入输出切换通道传送的所述标准视频图像发送至所述显示器进行显示。

4.根据权利要求1所述的计算成像系统,其特征在于,所述计算成像系统还包括:上位机,分别与所述CCD相机、所述第一控制器相连,用于产生复位指令或离焦指令;还用于根据复位完成命令利用所述带有单透镜镜头的CCD相机获取焦点位置的第一通道退化图像,根据离焦完成指令利用所述带有单透镜镜头的CCD相机获取离焦位置的第二通道退化图像;还用于根据所述第一通道退化图像和所述第二通道退化图像进行离线标定,确定的常数矩阵,并发送至所述第一控制器进行存储;

第三控制器,与所述上位机相连,用于接收所述上位机发送的复位指令或离焦指令;还用于当带动所述带有单透镜镜头的CCD相机回到焦点位置后,向所述上位机发送复位完成命令,或当带动所述带有单透镜镜头的CCD相机回到离焦位置后,向所述上位机发送离焦完成指令;

步进电机,与所述带有单透镜镜头的CCD相机相连,用于带动所述带有单透镜镜头的CCD相机回到焦点位置或离焦位置;

驱动器,分别与所述第三控制器、所述步进电机相连,用于根据所述第三控制器接收的所述复位指令或离焦指令驱动所述步进电机运动。

5.根据权利要求4所述的计算成像系统,其特征在于,所述计算成像系统还包括:图像采集卡,分别与所述CCD相机、所述上位机相连,用于根据所述复位完成命令驱动所述图像采集卡利用所述CCD相机获取所述第一通道退化图像,根据所述离焦完成指令驱动所述图像采集卡利用所述CCD相机获取所述第二通道退化图像。

6.根据权利要求4所述的计算成像系统,其特征在于,所述第一控制器为FPGA控制器,所述第二控制器为DSP控制器,所述第三控制器为单片机控制器。

7.一种计算成像方法,其特征在于,所述计算成像方法包括:

获取退化图像;

根据所述退化图像确定低电压差分图像;

将所述低电压差分图像转换成TTL图像;

对所述对所述TTL图像进行滤波去噪预处理,获得去噪处理图像;

根据所述去噪处理图像求解二维傅里叶变换,获得退化图像二维傅里叶变换值;

根据所述常数矩阵和退化图像二维傅里叶变换值确定复原图像二维傅里叶变换值;

对所述复原图像二维傅里叶变换值进行二维傅里叶逆变换获得低电压差分复原图像。

8.根据权利要求7所述的计算成像方法,其特征在于,在所述根据所述常数矩阵和退化图像二维傅里叶变换值确定复原图像的二维傅里叶变换步骤之前,还包括:获取第一通道退化图像和第二通道退化图像;

根据所述第一通道退化图像和所述第二通道退化图像确定常数矩阵;所述常数矩阵包括点扩散函数共轭和点扩散函数模值的平方。

9.根据权利要求7所述的计算成像方法,其特征在于,在所述对所述复原图像二维傅里叶变换值进行二维傅里叶逆变换获得低电压差分复原图像步骤之后,还包括:将所述低电压差分复原图像转换成TTL复原图像;

将所述TTL复原图像进行数模转换并叠加同步信号形成标准视频图像。

10.根据权利要求7所述的计算成像方法,其特征在于,所述根据所述常数矩阵和退化图像二维傅里叶变换值确定复原图像二维傅里叶变换值,具体公式为:其中,F(fx,fy)为复原图像的二维傅里叶变换值、γ为非零且小于1的系数、T为帧数、C为通道数、Dtc为退化图像二维傅里叶变换值、(fx,fy)为频域坐标, 为点扩散函数共轭,|2

Stc|为点扩散函数模值的平方。