测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种测量装置，该测量装置包括在不可见光谱范围中进行拍摄的摄像机，所述摄像机具有探测器，该探测器被设置用于在不可见光谱范围中进行拍摄并且提供具有拍摄图像分辨率的拍摄区，并且该测量装置还包括图像处理单元，该图像处理单元被设置用于通过将一个景物的用所述探测器以拍摄图像分辨率拍摄的至少两个图像相结合而生成具有输出图像分辨率的SR(super resolut1n，超分辨率)图像，其中，所述输出图像分辨率大于所述拍摄图像分辨率。
【背景技术】
[0002]已知的是，图像的分辨率通常受到拍摄探测器的拍摄图像分辨率限制。当探测器要在不可见光谱范围中进行拍摄时尤其如此。
[0003]有如何能突破该分辨率限制的建议。对此，用探测器拍摄同一景物的多个图像，并且在一种优化方法中将所拍摄的图像结合成具有更高输出图像分辨率的SR图像。
[0004]但在需要静止地设置摄像机或探测器时，以前的这些建议就不起作用了。
【实用新型内容】
[0005]因此，本实用新型的目的在于，在该情况下也实现改善的分辨率，所述改善的分辨率超过探测器的拍摄图像分辨率。
[0006]根据本实用新型，提供一种测量装置，该测量装置包括在不可见光谱范围中进行拍摄的摄像机，所述摄像机具有探测器，该探测器被设置用于在不可见光谱范围中进行拍摄并且提供具有拍摄图像分辨率的拍摄区，并且该测量装置还包括图像处理单元，该图像处理单元被设置用于通过将一个景物的用所述探测器以所述拍摄图像分辨率拍摄的至少两个图像相结合而生成具有输出图像分辨率的SR图像，其中，所述输出图像分辨率大于所述拍摄图像分辨率，在该测量装置中，设有能够机械式和/或电气式运行的模式机构，通过所述模式机构，在所述探测器的拍摄区中成像的景物的位置能够被改变。模式机构在此理解为测量装置的、并且尤其是摄像机的功能单元。本实用新型的有益效果在于，可在拍摄之间实施在探测器上成像的景物的相对于探测器拍摄图像分辨率的亚像素精度的移位，而不必移动测量装置或景物。这尤其有利地在静止地设置测量装置并且尤其是摄像机时和在观察或测量静态景物时是可用的。
[0007]所述拍摄区限定一种二维的像素布置结构，通过所述像素布置结构给定所述拍摄图像分辨率。
[0008]为了产生图像移位可以设定，所述模式机构被设置用于产生或激发机械振动。由所述振动产生的、在探测器的拍摄区中成像的景物的运动尤其好地适用于产生对于计算具有提高的输出图像分辨率的SR图像所必需的图像移位。
[0009]所述机械振动例如可以通过电气器件(尤其是压电器件)或通过电感器件(尤其是具有至少一个棒式线圈的电感器件)产生，或通过机械方式(例如经由马达上的不平衡配重或曲柄传动机构)产生。
[0010]利用机械振动的优点还在于，在测量装置之内的空间需求低，因为振动的振幅可以保持小。
[0011]在本实用新型的一种构造方式中可以设定，所述模式机构具有在不可见光谱范围中光学作用的元件，所述元件在不可见光谱范围中的光学性质能够被机械式和/或电气式改变。这可以例如通过以下方式实现，即:使所述光学作用的元件变形，以实现例如焦距及类似的光学性质的改变。
[0012]也可以设定，所述模式机构具有在不可见光谱范围中光学作用的元件，所述元件在所述摄像机的光路中的位置(尤其是对于摄像机的壳体部件的位置)能够被机械式和/或电气式改变。由此能以简单的方式通过例如改变摄像机光学系统的聚焦和/或缩放因数和/或其他性质而改变大小和/或图像位置，即一般而言改变景物在探测器拍摄区中的位置。
[0013]也可以设定，所述模式机构被设置用于使所述摄像机的至少一个部件运动。该部件可以例如是探测器自身。也就是优选地，所述模式机构被设置用于使所述探测器的至少一个部件运动。以这种方式可以容易地实现:改变在探测器拍摄区中成像的景物的位置，这是因为探测器相对于所述景物运动。
[0014]尤其有利的是，所述模式机构被设置用于实施不规则的运动过程。由此可以根据种类、方向、方向感、大小和/或调整方式随机地和/或不受控制地设置和实施所述运动过程。在此有利的是，可实施一种简单的方法，通过所述方法可产生被成像景物关于探测器拍摄区的尽可能随机的、亚像素精度的移位。也就是优选地，所述模式机构被设置用于实施随机的和/或不受控制的运动过程。
[0015]本实用新型的优点在于，根据种类、方向、方向感、大小和/或调整方式的运动不必是已知的。因此可省去用于监测受控制的移位或其他运动的复杂的电子或计算技术方面的措施。由此可以进一步提升根据本实用新型的测量装置的和根据本实用新型的方法的能效。
[0016]为了能将所拍摄的图像组合成SR图像，可以设定，所述图像处理单元具有粗略套准单元，所述粗略套准单元被设置用于对所拍摄的一定数量图像中的图像进行粗略套准。在此，粗略套准理解为一种方法，在该方法中，至少两个图像的彼此相应的图像像素根据经分析的图像内容彼此相配，从而使具有该相配方式的图像至少大致在内容上一致。
[0017]也可以设定，所述图像处理单元被设置用于实施一种优化方法，其中，各图像相对于彼此的亚像素精度的移位可作为所述优化方法的变化参数使用。所述优化方法可以例如将根据J.Flusser等人的“超分辨率的统一方法和多通道盲解卷积算法(A unifiedapproach to super resolut1n and mult1-channel blind deconvolut1n)” (IEEE 图像处理学报，第16卷第9号，2007年9月，第2322-2332页)的能量函数用作优化函数。所述图像处理单元优选被设置用于实施一种在粗略套准之后的优化方法。在此情况下所述变化参数可以描述已粗略套准的图像相对于彼此的亚像素精度的移位。也就是优选地，所述图像处理单元被设置用于实施在粗略套准之后的优化方法，其中，经粗略套准的各图像相对于彼此的亚像素精度的移位能够作为所述优化方法的变化参数使用。
[0018]分两阶段(在粗略套准和后续的优化方法中)生成SR图像的优点在于，可产生具有合理的计算量和合理的计算时间的SR图像。
[0019]为了实现所述目的，在开头所述的图像处理方法中根据本实用新型设定，在各次拍摄图像期间和/或在各次拍摄图像之间通过机械式和/或电气式运行的模式机构改变在拍摄区中成像的景物的位置。因此，即使在进行拍摄的摄像机被静止地设置时，使用者依然能够有针对性地产生在对图像进行拍摄之间的图像移位，所述图像移位对于产生具有提高的输出图像分辨率的SR图像是必需的。
[0020]例如可以通过以下方式实现被成像的景物的位置变化，即通过模式机构产生或激发机械振动。在此尤其有利的是，通过所述模式机构实施不规则的、尤其是随机的和/或不受控制的运动，因为在此情况下可以尤其好地避免干涉效应。
[0021]为了可以实施所述位置变化，可以设定:通过所述模式机构机械式和/或电气式运行地改变在不可见光谱范围中光学作用的元件的在摄像机的不可见光谱范围中的至少一种光学性质。所述光学性质可以是例如放大因数或焦距或在其中清晰成像的图像平面的位置。
[0022]可以备选地或附加地设定，通过所述模式机构机械式和/或电气式运行地改变在不可见光谱范围中光学作用的元件的在摄像机的光路中的至少一个位置。
[0023]也可以设定，通过所述模式机构使摄像机的至少一个部件运动。在此尤其有利的是，所述运动相对于摄像机的光路进行。摄像机的所述运动的部件可以例如是探测器。在此有利的是，当在光学光路中的关系保持固定时，能够以简单的方式实现在拍摄区中成像的景物的位置变化，这是因为探测器在景物被成像的情况下运动。
[0024]在本实用新型的一种构造方式中可以设定，在粗略套准单元中自动地粗略套准一定数量图像中的图像。结果是可以由此提供要结合的图像之间的相配规则，所述相配规则将不同图像的各个图像像素彼此相配，从而产生内容方面的一致性。所述内容方面的一致性可以例如借助于分析图像内容求得、例如通过特征分析和/或通过评估相关性函数求得。
[0025]也可以设定，为了结合而在一种优化方法中处理被拍摄的图像，其中，各图像相对于彼此的亚像素精度的移位可作为所述优化方法的变化参数使用。所述优化方法优选在粗略套准之后，其中，粗略套准的图像亚像素精度地相对于彼此移位。在此尤其有利的是，对已提到的、在所述优化方法中的能量函数进行优化。
[0026]例如可以设定，在用于所述一定数量图像中的各图像的每一图像的优化方法中，通过描述变化参数特征的点扩散函数计算由图像试验地生成的SR图像的卷积。在此有利的是，点扩散函数是特别好用的用于对各图像相对彼此的亚像素精度的移位建模的工具。试验地生成的SR图像的性能可以通过求得对各个图像的相应卷积的结果的偏差而简单地计算出。然后所述优化方法可以例如求得对于一定数量图像中的所有图像偏差最小的SR图像。
【附图说明】
[0027]现在借助于各实施例对本实用新型进行详细说明，但本实用新型不局限于这些实施例。其他实施例通过权利要求的单个或多个特征的相互结合和/或与实施例的单个或多个特征结合而产生。
[0028]在此:
[0029]图1以正面的立体斜视图示出根据本实用新型的测量装置，
[0030]图2以背面的立体斜视图中示出根据图1的测量装置，
[0031]图3为了说明根据本实用新型的图像处理方法而以示意图示出根据本实用新型的测量装置的探测器，
[0032]图4示出根据图3的探测器，其中在探测器的拍摄区中成像的景物的位置被改变，
[0033]图5在原理图中示出另一种根据本实用新型的测量装置，
[0034]图6示出根据图5的测量装置，其中在不可见光谱范围中光学作用的元件的光学性质根据本实用新型被改变，并且
[0035]图7示出根据图5的测量装置，其中在不可见光谱范围中光学作用的元件在光路中的位置根据本实用新型被改变。
【具体实施方式】
[0036]在图1和图2中整体以附图标记I标出的测量装置以本身已知的方式具有摄像机2，该摄像机被设置用于在不可见光谱范围中进行拍摄。
[0037]在所描述的实施例中，摄像机2是热成像摄像机。在其他实施例中，摄像机2构造成紫外摄像机、太赫兹摄像机、微米波摄像机或普遍的用于在不可见光谱范围中拍摄不可见光图像的摄像机。
[0038]摄像机2在其内部中以本身已知的方式具有探测器3，该探测器在不可见光谱范围中是敏感的，并且通过该探测器可以在所述不可见光谱范围中