[发明专利]相机阵列高动态范围成像方法

摘要

本发明公开了一种相机阵列高动态范围成像方法，用于解决现有相机阵列成像方法动态范围低的技术问题。技术方案是采用测光表或相机内置测光器获得目标场景的最亮和最暗亮度，得到一组优化的曝光包围级数，确定阵列中参与曝光的相机组合并控制参与相机组合对目标场景同时拍摄，获得一组包含目标场景不同曝光设置的低动态范围图像。对该组低动态范围图像依据相机布局与目标场景的几何关系进行几何校正，获得校正后涵盖目标场景动态范围的一组低动态范围图像。将多曝光技术获取高动态范围图像的总曝光时间等于多次曝光之和减小为曝光包围组合中的一次最长曝光时间。解决了静态场景高动态范围成像多次曝光耗时长，动态场景高动态范围成像的鬼影问题。

主权项

一种相机阵列高动态范围成像方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、将N台具有相同成像特征的相机用支架固定组成平行式相机阵列，每个相机可在空间上以多种布局方式偏离另一相机；具体相机阵列布局采用规则网格形、圆形或非规则分散布局形式；为减少成像误差，固定时，应保证相机彼此之间最小等间距，并保证N台相机的镜头主轴线平行；固定后，定义相机阵列中心位置相机为基准相机；步骤二、将N台相机用数据线依次连接至控制计算机；控制计算机控制相机阵列进行拍摄，并接收、控制相机阵列中每台相机传输的运行参数、数据并进行相关计算处理；利用测光表或阵列中相机测光设备获得目标场景的最亮、最暗区域亮度；步骤三、依据相机阵列中相机单次曝光的动态范围计算相机阵列中的单个相机响应函数，确定优化曝光包围的次数，确定相机阵列中参与曝光的相机组合；优化曝光包围具体步骤如下：(1)计算相机阵列中单个相机响应函数；(2)以测光所得的目标场景最暗区域亮度值为起始，由相机的曝光级数确定单次曝光的响应函数区间，以单次曝光的响应函数区间为界向最亮区域亮度值迭代，直到覆盖最亮区域亮度值结束；(3)迭代的次数即为优化的曝光次数，优化的曝光包围次数优于相机自动曝光包围步数，并能确保目标场景落入相机阵列感光动态范围；(4)以优化的曝光次数为准，选择相机阵列中距离基准相机最近的相机作为目标场景参与曝光的相机组合；步骤四、以优化的曝光包围的中间值设置中心基准相机的曝光时间、光圈值和焦距，并依次设置参与曝光的相机组合的其它相机的曝光参数，然后控制同时开始拍摄，获得一组具有相同光圈和焦距，不同曝光时间的涵盖目标场景动态范围的低动态范围图像；步骤五、对获得的一组图像采用以下公式进行几何校正；d＝b*f/z；其中，b表示非基准相机相对于基准相机的距离，z表示物体与相机阵列的镜头所在平面的垂直距离，即物体的深度，f表示镜头的焦距，d表示非基准相机获取图像相对于基准相机获取参考图像的偏移量；通过以上公式获得非基准相机获取图像相对于基准相机获取参考图像的偏移量d，将非基准相机所获取图像的每一个像素分别补偿对应的偏移量，获得校正后的图像。