一种高速图像采集系统及方法

本发明属于图像信息高速采集，具体来说涉及一种高速图像采集系统及方法。

背景技术：

1、图像信息是人类获取的最重要的信息之一，图像采集在数字图像处理、图像识别等领域应用十分广泛。实时图像的采集和处理在现代多媒体技术中占有重要的地位。日常生活中所见到的数码相机、可视电话、多媒体ip电话和电话会议等产品，实时图像采集是其中的核心技术，图像采集的速度、质量直接影响到产品的整体效果。

2、图像采集技术是获取图像信息的重要手段，在检测、设备监控等一些特殊行业发挥着重要的作用。传统的图像信息采集大多采用板卡的形式或者专用的数字信号处理器dsp构建图像采集系统，高速移动状态下采集图像容易出现模糊失真问题，这些采集系统无法实现高速移动下的图像采集，使后续图像分析处理困难。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高速图像采集系统及方法，其目的在于解决高速移动下的图像采集时图像容易出现模糊失真的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、一种高速图像采集系统，包括：

4、图像采集模块，所述图像采集模块包括多个cmos图像传感器，每个所述cmos图像传感器用于采集图像信息；

5、fpga模块，用于对每个所述cmos图像传感器采集的图像信息进行预处理；

6、图像处理模块，用于对预处理后的所有图像信息进行融合。

7、进一步地，还包括：

8、图像显示模块，用于显示融合后的图像。

9、进一步地，所述cmos图像传感器的采集帧率不低于120帧/秒，图像分辨率不低于640×480，刷新频率不低于60hz。

10、进一步地，所述对每个所述cmos图像传感器采集的图像信息进行预处理，包括：

11、对每个所述cmos图像传感器采集的图像信息进行去噪、滤波、增强和图像稳定化处理。

12、进一步地，所述图像稳定化处理，包括：

13、采用电子防抖算法将采集到的图像信息先分成小块，然后通过在连续帧中匹配来计算位移矢量，使用位移矢量对每个小块进行校正，补偿抖动。

14、进一步地，所述对预处理后的所有图像信息进行融合，包括：

15、采用像素级图像融合算法对预处理后的所有图像进行信息融合。

16、进一步地，所述采用像素级图像融合算法对预处理后的所有图像进行信息融合，包括：

17、采用卷积神经网络结合离散小波变换，对预处理后的所有图像进行离散小波变换图像分解，探测图像信息区域并获取频率图，然后利用卷积神经网络对频率图进行融合，将融合后的频率图像进行离散小波反变换，生成最终的融合图像。

18、进一步地，每个所述cmos图像传感器与所述fpga模块通过扩展接口和mipi csi-2协议连接传输数据。

19、一种高速图像采集方法，采用所述的一种高速图像采集系统，采集方法包括：

20、所述图像采集模块中的每个所述cmos图像传感器采集图像信息；

21、所述fpga模块对每个所述cmos图像传感器采集的图像信息进行预处理；

22、所述图像处理模块对预处理后的所有图像信息进行融合。

23、进一步地，还包括：

24、所述图像显示模块显示融合后的图像。

25、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

26、本发明提供的一种高速图像采集系统，利用多个cmos图像传感器构成的图像采集模块进行图像采集，cmos图像传感器将采集的图像信息输出至fpga模块，fpga模块对每个cmos图像传感器采集的图像信息进行预处理，最后通过图像处理模块对预处理后的所有图像信息进行融合，信号传输过程简单，cmos图像传感器将光信号直接转换为数字信号，cmos图像传感器采用全局快门采集高速运动图像，确保了图像无失真模糊现象。本发明可以采集100km/h高速移动状态下的图像信息且图像无失真模糊现象，图像融合效果好，信息更加全面。

27、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种高速图像采集系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种高速图像采集系统，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的一种高速图像采集系统，其特征在于，所述cmos图像传感器的采集帧率不低于120帧/秒，图像分辨率不低于640×480，刷新频率不低于60hz。

4.根据权利要求1所述的一种高速图像采集系统，其特征在于，所述对每个所述cmos图像传感器采集的图像信息进行预处理，包括：

5.根据权利要求4所述的一种高速图像采集系统，其特征在于，所述图像稳定化处理，包括：

6.根据权利要求1所述的一种高速图像采集系统，其特征在于，所述对预处理后的所有图像信息进行融合，包括：

7.根据权利要求6所述的一种高速图像采集系统，其特征在于，所述采用像素级图像融合算法对预处理后的所有图像进行信息融合，包括：

8.根据权利要求1所述的一种高速图像采集系统，其特征在于，每个所述cmos图像传感器与所述fpga模块通过扩展接口和mipi csi-2协议连接传输数据。

9.一种高速图像采集方法，其特征在于，采用权利要求1～8任一项所述的一种高速图像采集系统，采集方法包括：

10.根据权利要求9所述的一种高速图像采集方法，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明属于图像信息高速采集技术领域，公开了一种高速图像采集系统及方法，包括：图像采集模块，所述图像采集模块包括多个CMOS图像传感器，每个所述CMOS图像传感器用于采集图像信息；FPGA模块，用于对每个所述CMOS图像传感器采集的图像信息进行预处理；图像处理模块，用于对预处理后的所有图像信息进行融合。本发明的目的在于解决高速移动下的图像采集时图像容易出现模糊失真的问题。

技术研发人员：高瑞鹏,易辰,尚文杰,邵伟,千勃兴,郑维康
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15