[发明专利]无闪光的运动不变图像获取系统

说明书

背景技术

用于获取移动对象的高质量虹膜或脸部图像的传统方法是为了通过使用极其短的曝光来定住对象的运动。对象必须由闪光明亮地照明以得到好的曝光图像。该方法通常对于更大的距离而出故障，因为为了获得可接受图像所要求的闪光功率通常让眼睛不安全。

产生移动对象的良好曝光图像而不用闪光照明通常要求延长图像曝光。利用该方法的一个缺点在于，延长图像曝光引入运动模糊，除非对象与照相机传感器之间的相对运动被消除。

对象相对于照相机传感器的运动可以是真实的、表观的或两者。真实运动是对象和/或传感器的物理运动的结果。真实运动用速度矢量v(t)来描述，该速度矢量被分解成两个分量。轴向速度矢量指向传感器并且与传感器的光轴对准。横向速度矢量是在与光轴垂直的X-Y平面中的速度矢量投影。轴向速度影响照相机光学器件的聚焦并对长的曝光可引入扩大的模糊。横向速度引起运动模糊。

现有系统试图估计速度矢量并接着移动照相机内的项目以便补偿对象相对于照相机的轴向和横向运动。可移动的透镜广泛地被用作为照相机中的图像稳定元件，以抵消曝光期间的照相机抖动。一个已知方法是使用一对惯性传感器来检测之间的照相机运动并接着移动稳定透镜以便补偿。替换的方法利用顶端倾斜的反射镜来补偿相对运动。

尽管以上描述的方案能抵消源自照相机的运动，但它们既不能稳定移动目标的投影（即使照相机纹丝不动），并且它们也不能掌握大气光学稳定性的效果。闪烁的一些分量将它们本身表明为表观运动，即使目标和照相机两者都良好的固定。

利用这些类型的方案的另一个缺点在于，它们通常不能跟踪非常快的运动。此外，这些方法一般使用专门的机械零件，这些机械零件令它们在军事和安全应用中的使用存在问题。

附图说明

图1是示出根据示例实施例的无闪光的运动不变图像获取系统（之后称为“图像获取系统”）的简化示意图。

图2A是用根据示例实施例的串列（tandem）成像设备获取的图像，该串列成像设备包括速度矢量估计器（VVE）成像设备和目标成像设备。

图2B是用根据示例实施例的外围成像设备获取的图像，该外围成像设备与图2A的串列成像设备通信。

图3说明了与现有时间线作比较的根据示例实施例的时间线，其用于通过使用图像获取系统来获取运动目标的运动不变图像。

图4A说明根据示例实施例的用于匀速运动的VVE成像设备的采样率。

图4B说明根据示例实施例的用于实际运动的VVE成像设备的采样率。

图5A和5B示出根据示例实施例的对以三（3）毫秒（ms）曝光而捕获的图像的脸部检测。

图6A-6D示出根据示例实施例的移动目标经过串列成像设备的视场（FOV）的示例运动模式。

图7示出根据示例实施例的示例搜索模板选择。

图8示出根据示例实施例的以一（1）ms曝光和200增益所捕获的眼部图像。

具体实施方式

在随后的描述中，对形成其一部分的附图进行参考，并且其中通过说明可以实施的特定实施例的方式而示出附图。这些实施例充分详细地被描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，并且可以理解，其他实施例可被利用并且可作出结构、电学和光学上的变化而不偏离本发明的范围。示例实施例的随后描述因此不是要进行限制，本发明的范围是由所附的权利要求限定。

这里描述的功能或算法可以在一个实施例中以软件或软件与人类实施的过程的组合来实现。软件可以由存储在诸如存储器或其他类型的存储装置的计算机可读媒体上的计算机可执行指令组成。此外，这种功能对应于模块，模块是软件、硬件、固件或其组合。多个功能可以按期望在一个或多个模块中执行，并且所描述的实施例仅仅是例子。软件可以在数字信号处理器、ASIC、微处理器、或其他类型的处理器上执行，这些处理器在成像系统（比如照相机）上和计算机系统（比如个人计算机、服务器或其他计算机系统）上直接操作。