[发明专利]一种局部自适应成像系统以及局部自适应成像控制方法

说明书

本申请实施例公开了一种局部自适应成像系统以及局部自适应成像控制方法，通过控制系统控制摄像子系统的数字可控光学滤波器上的光控单元，使得选择性地让特定波段的光通过数字可控光学滤波器，同时还对通过数字可控光学滤波器的光控单元的光的强度进行控制，实现图像传感器接收到不同强度的光束，使得目标物体的图像局部对比度得到提高，最后利用图像传感器实现局部图像采集后发送至控制系统进行分析，解决了现有方案都只能改善图像的全局对比度，不能保证图像的局部对比度的提高的技术问题。

技术领域

本申请涉及成像技术领域，尤其涉及一种局部自适应成像系统以及局部自适应成像控制方法。

背景技术

现有的光学视觉系统的图像传感器大多是基于CCD或CMOS半导体传感器技术的光电转换器件，这一类半导体传感器的动态范围都比较有限。根据半导体传感器的动态范围的定义可知，提高半导体传感器动态范围的比较直接的方法是提高满阱电荷或降低噪声。但是，由于现有CCD和CMOS半导体传感器技术的局限性，提高满阱电荷通常意味着增大半导体传感器的感光单元，而降低噪声通常需要成本高昂的半导体工艺和非常复杂的电路，甚至需要外加主动制冷措施。除此之外，半导体传感器的高动态范围还需要相应的高位模数转换电路的支持。

为了提高视觉系统的动态范围，一些半导体传感器采用多次曝光和读出，或是一次曝光多次读出的方式。这两种技术的本质都是通过多次采集信号并通过各种方法将这些信号进行融合处理后输出一幅高动态范围(HDR)的图像。需要指出的是，即使采用HDR技术的图像传感器，在很多应用场景下其动态范围仍然不能满足要求。

对于整个视觉系统而言，通常所说的动态范围是指广义的动态范围，即场景中最亮和最暗的表面在图像中的色调比值，即DR_system＝20Log[S_max/S_min]，其中S_max和S_min分别为场景中最亮和最暗的表面在图像中的色调值。图像的对比度(C)与广义的动态范围有直接的联系，具体为C＝2[S_max-S_min]/[S_max+S_min]。由此可见，动态范围小的系统难以得到对比度高的图像。对很多视觉应用，图像对比度，特别是图像局部对比度，是一个非常重要的指标，因为图像局部对比度对特征提取和图像分割等智能视觉系统的核心处理步骤有直接的影响。

在给定图像传感器的情况下，图像对比度可以通过光圈和曝光时间(比如自动曝光)等成像参数的调整而得到一定程度的提高。在场景过暗又需要曝光时间短的情况下，还可以通过外加光源照明(如闪光灯)的方式提高图像对比度。光圈和曝光时间的调整对图像的影响是全局性的。需要指出的是，通常外加的照明光源也只能改善整个场景的全局照明情况。所以这些方案都只能改善图像的全局对比度，不能保证图像的局部对比度的提高。

因此，提供一种局部自适应成像系统以及局部自适应成像控制方法是本领域技术人员急需的。

发明内容

本申请实施例提供了一种局部自适应成像系统以及局部自适应成像控制方法，解决了现有方案都只能改善图像的全局对比度，不能保证图像的局部对比度的提高的技术问题。

本申请提供了一种局部自适应成像系统，包括：

照明子系统、摄像子系统和控制系统；

所述照明子系统包括依次排列的光源以及投影镜头；

所述摄像子系统包括依次排列的图像传感器、数字可控光学滤波器以及成像镜头；

所述控制系统分别与所述数字可控光学滤波器、所述图像传感器和所述光源连接，所述控制系统用于控制所述数字可控光学滤波器上的光控单元使得能够对通过所述数字可控光学滤波器的光的强度进行调整、获取所述图像传感器采集的图像以及控制所述光源。

可选地，所述成像镜头具体为像方远心成像镜头。