[发明专利]一种基于动态场景的双曝光视频成像系统

权利要求书

1.一种基于动态场景的双曝光视频成像系统，其特征在于，包括：

双曝光图像采集模块，用于通过控制曝光时间获取第一序列图像数据，所述第一序列图像数据包括若干帧第一曝光图像，相邻两个所述第一曝光图像的曝光度分别为第一曝光度和第二曝光度，且所述第一曝光度和所述第二曝光度不相等；

图像传输模块，连接所述双曝光图像采集模块，用于获取所述第一序列图像数据，对所述第一序列图像数据进行固定间隔帧抽帧处理得到第二序列图像数据，其中，所述第二序列图像数据包括若干帧第二曝光图像，相邻两个所述第二曝光图像的曝光度分别为第一曝光度和第二曝光度；

图像处理模块，连接所述图像传输模块，用于获取所述第一序列图像数据或所述第二序列图像数据，并对所述第一序列图像数据中相邻两个所述第一曝光图像或所述第二序列图像数据中相邻两个所述第二曝光图像进行融合处理，最终获得融合后的图像序列；

所述双曝光图像采集模块包括第一处理器和可见光相机，其中：

所述第一处理器，用于控制所述可见光相机中的寄存器的曝光时间交替按照第一曝光时间和第二曝光时间进行曝光；

所述可见光相机，用于根据所述寄存器的第一曝光时间和第二曝光时间进行曝光，得到所述第一序列图像数据；

所述图像传输模块包括第二处理器、第一存储器、第二存储器、GPS授时模块和第三处理器，所述可见光相机、所述第一存储器、所述第二存储器、所述GPS授时模块和所述第三处理器均连接所述第二处理器，其中：

所述第二处理器，用于接收所述第一序列图像数据，并对所述第一序列图像数据进行抽帧处理得到第二序列图像数据；

所述第一存储器，用于缓存与转发所述第一序列图像数据和所述第二序列图像数据；

所述第二存储器，用于存储经所述第一存储器缓存和转发的所述第一序列图像数据；

所述GPS授时模块，用于对所述若干帧第一序列曝光图像进行授时；

所述第三处理器，用于接收所述第一存储器缓存和转发的所述第二序列图像数据，并对所述第二序列图像数据进行压缩传输处理；

图像处理模块包括PC上位机，所述PC上位机连接所述第三处理器，其中：

所述PC上位机，用于对压缩后的第二序列图像数据进行解压，根据自适应阈值对相邻两个所述第一曝光图像或解压后的相邻两个所述第二曝光图像进行处理得到包括运动区域的二值图像，并对相邻两个所述第一曝光图像或相邻两个所述第二曝光图像进行亮度平衡处理对应得到两帧亮度平衡图像，且将相邻两个所述第一曝光图像或相邻两个所述第二曝光图像分别与包括运动区域的二值图像进行结合对应得到两帧基础权重图像，最后根据增强后的拉普拉斯金字塔对所述两帧亮度平衡图像和所述基础权重图像进行处理得到融合后的图像。

2.根据权利要求1所述的双曝光视频成像系统，其特征在于，所述第一处理器为FPGA。

3.根据权利要求1所述的双曝光视频成像系统，其特征在于，所述可见光相机和所述第二处理器通过CAMERALINK传输线缆进行连接。

4.根据权利要求1所述的双曝光视频成像系统，其特征在于，所述第二处理器为FPGA，所述第三处理器为ARM。

5.根据权利要求1所述的双曝光视频成像系统，其特征在于，还包括无线发射模块和无线接收模块，所述第三处理器和所述PC上位机通过所述无线发射模块和所述无线接收模块进行无线连接。

6.根据权利要求1所述的双曝光视频成像系统，其特征在于，所述增强后的拉普拉斯金字塔的公式为：

其中，为增强后的拉普拉斯金字塔，为增益系数矩阵塔，为融合后的拉普拉斯金字塔，d为融合后的拉普拉斯金字塔的层号，(x，y)为坐标位置。

7.根据权利要求6所述的双曝光视频成像系统，其特征在于，所述增益系数的计算公式为：

其中，为增益系数矩阵塔，为最小的增益系数，为最大的增益系数，为融合后的拉普拉斯金字塔的最高层的层号，d为融合后的拉普拉斯金字塔的层号，为可调参数，为第d层的融合后的拉普拉斯金字塔中坐标位置为(x，y)处的噪声可见度。