[发明专利]具有主动中央凹能力的宽视场(FOV)成像设备

说明书

本发明包括一种能够捕捉宽视场图像和中央凹图像的中央凹成像系统，其中所述中央凹图像是所述宽视场图像的可控感兴趣区域。

相关申请

本申请要求2012年4月5日提交的美国临时申请号61/620,581和2012年4月5日提交的美国临时申请号61/620,574的优选权，通过引用将其公开内容并入到这里。

技术领域

本发明通常涉及宽视场(FOV)成像设备，并且更具体地，但非专有地，涉及双分辨率宽FOV成像系统，其能够同时捕捉大FOV和在该大FOV内的具有更高分辨率的小FOV。

背景技术

对于许多军用和民用监视应用，实时采集的高分辨率、宽视场(FOV)以及高动态范围(HDR)图像是必不可少的。例如，迫切需要用于许多监视应用中的全方向成像系统，其中具有足够的分辨率和帧速率的系统可以监视在所有方向上同时跨非常大的操作场(例如，球形或互补(complimentary)半球覆盖范围)，同时能够快速变焦到一个或多个感兴趣目标(object)以用于目标的可靠的识别和表征。这样的传感器需要提供卓越的位置感知和足够的细节解析。如果可得到，该类型传感器可以在军用和商业市场中发现无数的应用。

但是，当设计光学成像系统时，有限的传感器分辨率和数据带宽对在目前水平的成像系统中可实现的空间分辨率和FOV具有限制。在用于具有固定像素的最常规的成像技术的FOV和分辨能力之间存在公知的固有折衷：越宽的FOV，越低的分辨能力。使用传统的基于集群的全方向照相机作为实例，为了获得1弧分(-300微弧度)的角分辨率，需要在具有5兆像素传感器的至少50个小FOV照相机(例如，FOV:33°x25°)来覆盖360°x360°的球视场，这导致用于单个球形全景图像的最小250兆像素被捕捉、存储以及传输，除非任何像素损耗和FOV重叠。为获得2弧秒的角分辨率需要大约成千的过高数量的照相机以覆盖球面场。作为结果，基于照相机集群的系统的成本和规模对于许多监视应用而言是不可接受的，没有提及的是聚集超过成千的高分辨率照相机对目前水平的数据管理和图像处理技术施加了巨大的挑战。