一种基于图像融合技术的多焦距图像采集装置及分析方法，其中采集装置包括图像处理单元以及摄像机镜头阵列单元；图像处理单元与摄像机镜头阵列单元电性连接；摄像机镜头阵列单元包括定焦镜头组以及图像传感器；定焦镜头组包括至少两个定焦镜头；相邻的光学成像区域存在重叠；图像传感器与定焦镜头电性连接；通过将长距离的道路监控进行分段拍摄，在图像处理时将相邻的光学成像区域进行拼接融合，实现长距离范围的监控图像清晰显示。距离范围的监控图像清晰显示。距离范围的监控图像清晰显示。
【技术实现步骤摘要】
一种基于图像融合技术的多焦距图像采集装置及分析方法
[0001]本专利技术涉及图像识别领域，特别是涉及一种基于图像融合技术的多焦距图像采集装置及分析方法。
技术介绍
[0002]目前在我国拥有高速公路隧道2万处，隧道总长约为2000万米，其中隧道内的安全一直是修建隧道时极为重视的一环。近年来，国家一直在强调公路隧道的升级工作，主要包括补齐隧道交通工程与附属设施短板、促进在役公路隧道土建结构改革等工作，使公路隧道能够更好地为公众提供安全便捷的出行服务。公路隧道提质升级最重要的就是隧道管理的信息化和智能化，主要为隧道内的图像信息快速识别。现有的隧道监控采用单目定焦摄像机对隧道内的环境进行监控，摄像机的安装方式分为隧道内顶装和隧道内侧装两种。顶装高度通常为隧道拱形区域的最高点，顶装高度典型值为7米；侧装方式是将摄像机安装在隧道的侧壁上，安装的典型高度为5米。在我国双车道隧道的净宽约为10.5米，行车道宽7.5米；另外根据高速公路机电系统的设计要求，行车道每隔150米需要设置一台摄像机，顺着车辆驶离方向进行监控，实现隧道内监控全覆盖，并且通过背光补偿及强光抑制的手段，实现图像的清晰。
[0003]常规的隧道摄像机由于要求摄像机至少能够采集到相邻摄像机范围内的所有图像，所以视场角的长度至少为150米。由于成像近大远小的规则，另外视场角呈发散状，所以摄像机采集的图像在近端较为清晰，而远端图像中道路占有的有效像素较少，容易导致车道有效信息丢失，严重影响隧道内管理的智能化；另一方面，由于图像远端车辆占有的有效像素太小，完全无法实现智能算法分析的适配，对人、车、物、车道的分析存在误报和无法识别的问题，难以实现隧道内的安全管理。因此需要一种能够对长距离范围的图像做到清晰显示的方法。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是解决现有技术的不足，提供一种基于图像融合技术的多焦距图像采集装置及分析方法，将长距离的监控范围拆分为几段，通过不同的相机进行采集分析，结构简单，使用方便。
[0005]一种基于图像融合技术的多焦距图像采集装置，包括图像处理单元以及摄像机镜头阵列单元；图像处理单元与摄像机镜头阵列单元电性连接；摄像机镜头阵列单元包括定焦镜头组以及图像传感器；定焦镜头组包括至少两个定焦镜头；定焦镜头组中相邻的光学成像区域存在重叠；图像传感器与定焦镜头电性连接。
[0006]进一步的，所述定焦镜头组中的定焦镜头成像图像的中心线在同一法线。
[0007]进一步的，所述图像处理单元包括ISP图像处理芯片、FPGA处理芯片以及图像处理芯片；FPGA处理芯片分别与ISP图像处理芯片、图像处理芯片电性连接。
[0008]进一步的，所述定焦镜头组包括三个定焦镜头，分别为近距离定焦镜头、中距离定
焦镜头以及远距离定焦镜头；中距离定焦镜头的光学成像区域位于近距离定焦镜头的光学成像区域和远距离定焦镜头的光学成像区域之间；中距离定焦镜头的光学成像区域分别与近距离定焦镜头、远距离定焦镜头的光学成像区域存在重叠的部分。
[0009]一种基于图像融合技术的多焦距图像分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0010]步骤1：定焦镜头组中的定焦镜头分别采集图像，由图像传感器将光信号转换为ISP图像数据并传输到图像处理单元；
[0011]步骤2：图像处理单元接收ISP图像数据，对图像数据进行处理，得到融合后的图像，并传输到外接的显示设备。
[0012]进一步的，所述步骤2中对图像数据的处理包括对图像的裁剪、拼接融合以及分析；图像的裁剪通过T型缩放实现；图像的拼接融合包括图像的几何校正以及多频融合。
[0013]进一步的，所述图像数据的处理包括如下步骤：
[0014]步骤21：ISP图像处理芯片接收图像传感器输出的ISP图像数据，对图像进行初始化配置管理，生成色彩空间并传输到FPGA处理芯片；
[0015]步骤22：FPGA处理芯片接收ISP图像处理芯片预处理后的图像色彩空间数据，按照指令对图像进行裁剪，并输出推向数据到图像处理芯片；指令由图像处理芯片发出；
[0016]步骤23：图像处理芯片接收推向数据，对图像进行拼接融合，结束步骤。
[0017]进一步的，所述步骤22中FPGA处理芯片对图像的裁剪为对图像的T型缩放，T型缩放包括如下步骤：
[0018]步骤221：输入图像的参数矩阵；
[0019]步骤222：确定拉伸部分的范围；
[0020]步骤223：对拉伸部分进行拉伸以及点位填充；
[0021]步骤224：完成图像拉伸，结束步骤。
[0022]进一步的，所述拉伸部分的拉伸为逐行拉伸；拉伸部分在水平方向上的原始长度为m，假设拉伸后的长度为x，则拉伸的步长为x/m；确定拉伸的起点，其他点位由起点加上步长的倍数进行计算；对完成拉伸的图像进行点位填充，点位填充为scale线性差值填充；完成拉伸后的图像的带有小数点的坐标表示为(a.a
’
，b)，由于仅进行了水平拉伸，因此纵坐标b必然为整数，不需要进行点位填充；其中横坐标的scale线性差值填充表示为：
[0023]f(a，b)*(1
‑
0.a
′
)+f(a+1，b)*(0.a
′
)
[0024]其中f(.)表示取原图像参数矩阵中坐标为(.)的参数值。
[0025]进一步的，所述图像处理单元第一次启动或者重新开启时，在图像处理单元启动后，进行初始化操作，完成初始化后加载运行程序，并对外设组进行初始化配置，确认系统各部件无异常；图像处理单元还会初始化摄像机镜头阵列单元，使各个定焦镜头采用同步采集时钟、同步配置模式；外设组包括外接的显示设备。
[0026]本专利技术的有益效果为：
[0027]通过将长距离的道路监控进行分段拍摄，在图像处理时将相邻的光学成像区域进行拼接融合，实现长距离范围的监控图像清晰显示；
[0028]通过在拼接融合前进行T型缩放，使距离越远的图像放大越大，相比传统监控采集的图像，使远处的图像也能够得到清晰显示；
[0029]通过在完成拼接融合后进行几何校正以及多频融合保证图像过渡平滑。
附图说明
[0030]图1为本专利技术实施例一的图像处理单元结构示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例一的分析方法流程图；
[0032]图3为本专利技术实施例一的图像数据的处理流程图；
[0033]图4为本专利技术实施例一的T型缩放的流程图；
[0034]图5为本专利技术实施例一的光学成像区域示意图；
[0035]图6为本专利技术实施例一的光学成像区域的拼接示意图；
[0036]图7为本专利技术实施例一的输出图像；
[0037]图8为传统的道路监控设备输出图像。
具体实施方式
[0038]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于图像融合技术的多焦距图像采集装置，其特征在于，包括图像处理单元以及摄像机镜头阵列单元；图像处理单元与摄像机镜头阵列单元电性连接；摄像机镜头阵列单元包括定焦镜头组以及图像传感器；定焦镜头组包括至少两个定焦镜头；定焦镜头组中相邻的光学成像区域存在重叠；图像传感器与定焦镜头电性连接。2.根据权利要求1所述的一种基于图像融合技术的多焦距图像采集装置，其特征在于，所述定焦镜头组中的定焦镜头成像图像的中心线在同一法线。3.根据权利要求1所述的一种基于图像融合技术的多焦距图像采集装置，其特征在于，所述图像处理单元包括ISP图像处理芯片、FPGA处理芯片以及图像处理芯片；FPGA处理芯片分别与ISP图像处理芯片、图像处理芯片电性连接。4.根据权利要求1所述的一种基于图像融合技术的多焦距图像采集装置，其特征在于，所述定焦镜头组包括三个定焦镜头，分别为近距离定焦镜头、中距离定焦镜头以及远距离定焦镜头；中距离定焦镜头的光学成像区域位于近距离定焦镜头的光学成像区域和远距离定焦镜头的光学成像区域之间；中距离定焦镜头的光学成像区域分别与近距离定焦镜头、远距离定焦镜头的光学成像区域存在重叠的部分。5.一种基于图像融合技术的多焦距图像分析方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：定焦镜头组中的定焦镜头分别采集图像，由图像传感器将光信号转换为ISP图像数据并传输到图像处理单元；步骤2：图像处理单元接收ISP图像数据，对图像数据进行处理，得到融合后的图像，并传输到外接的显示设备。6.根据权利要求5所述的一种基于图像融合技术的多焦距图像分析方法，其特征在于，所述步骤2中对图像数据的处理包括对图像的裁剪、拼接融合以及分析；图像的裁剪通过T型缩放实现；图像的拼接融合包括图像的几何校正以及多频融合。7.根据权利要求6所述的一种基于图像融合技术的多焦距图像分析方法，其特征在于，所述图像数据的处理包括如下步骤：步骤21：ISP图像处理芯片接收并读取图像传感器输出的ISP图像数...
【专利技术属性】
技术研发人员：史故臣，石旭刚，何珊珊，
申请(专利权)人：杭州中威电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。