[发明专利]高动态范围视频成像系统和图像生成方法

权利要求书

1.一种高动态范围视频成像系统，包括光学镜头，其特征在于，还包括至少一个分光器、多个感光芯片和图像处理单元；所述分光器用于将通过所述光学镜头的入射光分成多束相同的等量光束，所述多个感光芯片为相同规格的感光芯片，用于接收所述多束相同的等量光束并以相同拍摄帧速得到同一被拍景象的多组曝光程度不同的原始图像数据，图像处理单元将多组原始图像数据融合处理生成高动态范围图像。

2.如权利要求1所述的高动态范围视频成像系统，其特征在于，所述分光器为分光片，所述分光片的分光波长范围为可见光范围；

所述感光芯片为互补金属氧化物半导体图像传感器、电荷耦合元件图像传感器或近红外图像传感器中的一种。

3.如权利要求1所述的高动态范围视频成像系统，其特征在于，还包括外围系统，所述外围系统包括多个图像采集通道、图像存储芯片、编码器和显示屏；

所述多个图像采集通道采集多组曝光程度不同的原始图像数据传给图像存储芯片存储，图像处理单元从图像存储芯片中获取所述原始图像数据生成高动态范围图像传给编码器编码，并最终在显示屏上显示。

4.如权利要求1所述的高动态范围视频成像系统，其特征在于，所述图像处理单元包括校准模块、图像区域划分模块、最优信息选择模块和图像融合模块；

所述校准模块对装配过程中分光器和感光芯片存在的位置偏差进行矫正；

所述图像区域划分模块将原始图像划分成大小相等的M×N个矩阵块，M、N为大于1的正整数；

所述最优信息选择模块从划分的多个矩阵块中选择包含了最佳纹理信息和最优饱和度信息的矩阵块作为最优信息块形成中间图像；

所述图像融合模块在中间图像上任意选取目标像素点，并以目标像素点所在的最优信息块为中心选取附近的多个最优信息块，然后，依次将各最优信息块的中心点作为融合函数的中心坐标，同时中心坐标设为坐标轴原点，即得到多个不同中心坐标的融合曲线，在每一种融合曲线的情形下，将目标像素点所在的不同坐标值代入相应的融合曲线中，即得到多个融合系数，再将各融合系数分别除以该多个融合系数的和得到多个权重值，最后将上述多个最优信息块所在的原始图像中目标像素点位置处的像素值乘以相应的权重值取和得到目标像素点的高动态范围图像的像素值，然后通过对中间图像的其他像素点进行处理得到所有像素点的一组高动态范围图像的像素数据并最终生成高动态范围图像；

所述融合函数为

其中p，q为[0，1]之间的常数，k∈[1，2，…，9]，(x、y)为目标像素点位置处的坐标值，(x_i，y_i)为选取的最优信息块的中心点坐标值。

5.如权利要求4所述的高动态范围视频成像系统，其特征在于，所述目标像素点为中间图像上非四周最优信息块中的像素点；

所述以目标像素点所属的最优信息块为中心选取的多个最优信息块与目标像素点所属的最优信息块接触。

6.一种高动态范围视频的图像生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

将通过光学镜头的入射光分成多束相同的等量光束；

对每束光以同样的拍摄帧速但以不同的感光度值进行感光处理得到同一被拍景象的多组曝光程度不同的原始图像数据；

对所述原始图像数据进行融合处理生成高动态范围图像。