[发明专利]一种基于多相机提高图像帧频和分辨率的方法

权利要求书

1.一种基于多相机提高图像帧频和分辨率的方法，其特征是包括步骤：

a)成像系统光学结构设计

将每个成像器装配一个光学镜头组成相互独立的相机，所述相互独立的相机之间构成紧密排列的阵列，相机数量n≥3，每个相机的视场角覆盖同一场景，且每个相机的成像图像间相互还存在亚像元位移；

b)成像电路与时序设计

成像系统在接受到外部信号触发进行时成像时，通过成像电路与时序设计，使得时序控制电路依次控制启动各个相机成像得到低分辨率数字图像序列；

c)高分辨率图像帧重构及视频输出

数据处理单元在接受到步骤b)各个相机采集的低分辨率数字图像序列后，从中提取特征点并根据相似原则进行特征点匹配，匹配完成后运用RANSAC鲁棒估计方法估计视频间的时空配准参数，最后使用超分辨率重建方法重构高分辨率图像帧,并进行视频输出。

2.如权利要求1所述的基于多相机提高图像帧频和分辨率的方法，其特征是：所述步骤a)中，相机数量n≥7。

3.如权利要求1所述的基于多相机提高图像帧频和分辨率的方法，其特征是所述步骤c)中，超分辨率重建方法具体如下：

1)将步骤b)得到的低分辨率数字图像序列即k幅低分辨率数字图像g_k中的第一幅g₀图像作为参考图像，通过配准，估计出低分辨率图像g_k与参考图像g₀的子像素位移量，得到第k张图像的几何变换算子T_k，首先对参考图像通过插值法求出高分辨率图像的估计值作为初始值f⁽⁰⁾，用它来获取一组和观察图像相对应的低分辨率图像

gk(n)=(Tk(f(n))*h)↓s---(1)]]>

其中，h为系统的点扩散函数，↓s为降采样算子；

2)把插值图像中的每一个值，利用反投影核反投影到的f⁽⁰⁾的对应部分，用来进一步改正初始假设值，以获得一幅较优的高分辨率图像f⁽¹⁾，这个过程将一直被重复，直到误差函数满足(2)式的条件：

f(n+1)=f(n)+1kΣk=1KTk-1(((gk-gk(n))↑s)*p)---(2)]]>

其中，↑s为上采样算子，k为参与重建的影像数量；

如果反投影核p满足(3)式，则(2)式将按指数收敛；

||δ-h*p||2<11KΣk=1K||Tk||2---(3)]]>

其中，δ为(0，0)处的单位脉冲函数；

3)根据图像信息对2)步得到的高分辨率图像f⁽¹⁾进行唯一化处理，即获得高分辨率图像帧。