1.一种基于旋转双棱镜获取互补序列图像的运动场景拍摄装置,包括速度传感器和距离传感器,其特征是,还包括若干相机装置(1)、若干分光镜(4)和控制器(3),相机装置(1)分别设置在分光镜(4)的透射路径和反射路径上,所述相机装置(1)包括相机(5)和调节入射光线角度的旋转双棱镜装置(2),所述相机(5)包括镜头(501)和快门(502),控制器(3)与相机快门(502)连接控制每个相机快门(502)的开关,每个旋转双棱镜装置(2)置于对应的相机(5)的镜头(501)前。
2.根据权利要求1所述的一种基于旋转双棱镜获取互补序列图像的运动场景拍摄装置,其特征是,所述旋转双棱镜装置(2)包括相邻设置的第一折射棱镜门(201)和第二折射棱镜门(202),第一折射棱镜门(201)和第二折射棱镜门(202)上均设有第一收发面(203)和第二收发面(204),第一收发面(203)和第二收发面之间呈夹角设置,第一折射棱镜门(201)和第二折射棱镜门(202)的第一收发面(203)均垂直光轴且位于同一光轴上,第一折射棱镜门(201)和第二折射棱镜门(202)的第二收发面(204)互补相对设置,且第一折射棱镜门(201)和第二折射棱镜门(202)绕共同轴独立旋转。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于旋转双棱镜获取互补序列图像的运动场景拍摄装置,其特征是,目标物体光束穿过分光镜(4)经一面分光镜(4)反射后通过一个旋转双棱镜装置(2)后经旋转双棱镜装置(2)的共轴进入对应的相机(5)的镜头(501),光束经第一面分光镜(4)透射后经第二面分光镜反射后经旋转双棱镜装置(2)的共轴进入对应的相机(5)的镜头(501),光束经两面分光镜(4)透射后经旋转双棱镜装置(2)的共轴进入对应的相机(5)的镜头(501),计算得到三个互补性最大的图像及旋转角度,调整旋转双棱镜装置(2)确定角度,所述控制器(3)控制相机(5)的快门(502)获得三幅序列图像,得到的图像进行psf估计后再总变分tv正则化。
4.一种根据权利要求1所述的一种基于旋转双棱镜获取互补序列图像的复原方法,包括以下步骤:
s1:通过计算得到三个互补性最大的图像及旋转角度;
s2:用旋转双棱镜装置确定图像旋转角度;
s3:相机装置(1)获取序列图像;
s4:结合物像关系以及旋转角度估计psf模型;
s5:采用总变分正则化模型将三幅对齐互补的序列图像和估计的psf作为输入解出最小值;
其中互补性的定义如下:
其中t(a)、t(b)、t(c)分别表示提取abc集合有效元素,t(u)表示全集,“|”表示并集,“&”表示交集,“||.||0”表示计算集合中非零元素的个数。
5.根据权利要求4所述的一种基于旋转双棱镜获取互补序列图像的复原方法,其特征是,所述s1具体过程包括以下步骤:
s101:将原始图像和高斯滤波器进行卷积运算,再用模糊图像直接减去卷积结果即可得到图像高频分量h:hi=yi-gσ*yi;
式中yi是模糊图像,gσ是卷积核;
s102:计算图像的高频部分在梯度方向上灰度值的变化情况,进一步提取图像的高频特征
s103:将一张原始图像进行旋转,每旋转一度作为一张输入图像,一共可以得到360张图像,设定需要选择的帧数为3,用迭代的方式选取最大互补信息的3幅模糊图像把360张图片三三组合,一共有3603种情况,分别求出每种组合情况对应的互补性,计算三幅图片的互补性,定义为:
6.根据权利要求4所述的一种基于旋转双棱镜获取互补序列图像的复原方法,其特征是,所述s2具体过程包括以下步骤:
s201:光束平行旋转双棱镜装置(2)的第一折射棱镜门(201)和第二折射棱镜门(202)共轴入射;
s202:先保持一个棱镜不动,旋转另一个棱镜,使出射光束的偏转角达到目标值,在保持两棱镜的方位夹角不变的条件下同时旋转两个棱镜,使出射光束的方位角达到目标值,把三个旋转双棱镜装置都调整到与s1中算出的旋转角度相应的位置并使其固定。
7.根据权利要求4所述的一种基于旋转双棱镜获取互补序列图像的复原方法,其特征是,所述s3具体过程包括以下步骤:
s301:两个分光镜(4)放置在旋转双棱镜装置(2)的前方;
s302:调整三个旋转双棱镜装置(2)的位置,使第一个旋转双棱镜装置(2)的轴与第一个分光镜(4)的镜面呈45度,第二个镜面在另外两个旋转双棱镜装置(2)的中间,且与另外两个旋转双棱镜装置(2)的轴都呈45度;
s303:分别在每个旋转双棱镜装置(2)的后面放置一个与轴垂直的相机(1),用控制器(3)同时控制三个相机(5)的快门(502)获取三幅对其互补的图像。
8.根据权利要求4所述的一种基于旋转双棱镜获取互补序列图像的复原方法,其特征是,所述s4具体过程包括以下步骤:
s401:速度传感器测量目标移动的速度;
s402:距离传感器测量目标与相机之间的距离以及获取相机全部曝光时间算出移动距离;
s403:根据物像关系算出目标物像的移动距离,粗略地计算出每幅图像的点扩散函数psf。
9.根据权利要求8所述的一种基于旋转双棱镜获取互补序列图像的复原方法,其特征是,所述s402过程中计算移动距离l′的公式为:
式中f为相机(1)焦距,m为传感器尺寸,d为获取的目标与相机距离,l为目标移动距离。
10.根据权利要求4所述的一种基于旋转双棱镜获取互补序列图像的复原方法,其特征是,所述s5具体过程包括以下步骤:
s501:将s3获得的3张对齐互补的图像和s4中所获得的三个相对应的psf以及d1、d2作为输入建立多帧盲复原数学模型;
s502:进行最小化求解求出最终复原图像;
所述数学模型为:
式中i表示像素索引,d1和d2分别表示水平方向和垂直方向梯度算子对应的循环矩阵,f代表最终复原图像,||||22代表范数的平方,