一种基于门控CMOS选通成像系统的图像融合方法及装置与流程

本发明涉及选通成像，特别是涉及一种基于门控cmos选通成像系统的图像融合方法及装置。

背景技术：

1、选通成像技术要求成像设备拥有较短的快门时间，目前常用的技术是在常规cmos（complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体）或ccd（chargecoupled device，电荷耦合器件）等成像设备前安装像增强器等辅助设备组合成门控设备控制快门时间。通过空间选通扫描，可以得到一组切片序列，为了展示整个探测空间的全部信息，在做探测目标的测距之前或之后，需要把得到的多个切片进行融合，生成得到一张图片。

2、然而，当探测目标与门控cmos选通成像系统之间存在干扰物质或者连续光时，多个切片融合后的精度会受到影响。

3、因此，有必要提供一种基于门控cmos选通成像系统的图像融合方法及装置，以有效解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于门控cmos选通成像系统的图像融合方法及装置，通过对第一预设条件和第二预设条件的判断，能去除连续光对成像造成的过曝干扰，实现对被探测目标的清晰成像。

2、本发明实施例提供一种基于门控cmos选通成像系统的图像融合方法，包括：

3、选择扫描步距，使探测目标出现在多个切片内；

4、当所述探测目标的距离已知时，只保留所述探测目标所在的切片；

5、当所述探测目标与所述门控cmos选通成像系统之间存在干扰物且所述干扰物的距离已知时，只保留所述干扰物所在切片以外的其他切片并进行所述干扰物所在切片以外的其他切片图像的融合；

6、当所述探测目标和所述干扰物的距离都未知时，保留所有切片并进行所有切片图像的融合；

7、将满足第一预设条件的像素设置为第一像素，将融合后的所述第一像素的强度值置0，所述第一预设条件为采集到的光为连续光；

8、将满足第二预设条件的像素设置为第二像素，从相邻多个切片中找到所述第二像素未饱和时的强度值，将所述第二像素未饱和时的强度值作为所述第二像素的强度值，所述第二预设条件为最强帧中的所述第二像素达到饱和丢失信息。

9、优选地，满足以下计算公式时，满足所述第一预设条件：

10、;

11、其中，为所述第一像素在序列中强度的平均值，为所述第一像素在序列中的强度的最大值，为所述第一像素在序列中的强度的最小值，为系数，所述系数大于等于1。

12、优选地，使探测目标出现在多个切片内包括所述多个切片为4个以上的切片。

13、优选地，当所述扫描步距满足以下计算公式时，所述探测目标能够在4个以上切片内探测到：

14、;

15、其中，为所述扫描步距，为总曝光时间，为下降沿宽度，为上升沿宽度，所述下降沿宽度为所述门控cmos的灵敏度从开始小于最大灵敏度到回落到0之间的时间，所述上升沿宽度为所述门控cmos的灵敏度从开始大于0到刚到达所述最大灵敏度之间的时间。

16、优选地，所述下降沿宽度和所述上升沿宽度的取值范围为50纳秒-100纳秒。

17、优选地，还包括计算每帧图像中所述探测目标所在区域的图像灰度值总和，得到以下数列：

18、;

19、其中，为每帧图像中目标区域的图像灰度值总和，为脉冲光能量的相对强度，为脉冲光强度随时间变化的函数，为光脉冲从离开脉冲光源到返回门控cmos所需的时间，为时间，为其他各项常数的乘积。

20、优选地，还包括将所述门控cmos选通成像系统安装在距离一个平面第一预设距离值的位置，所述第一预设距离值为m，得到当目标存在脉冲函数表征的距离r-m出现目标时所应得到的数列，r为实际采集时要获得的目标真实距离，具体通过以下公式做离散卷积运算：

21、；

22、其中，为用空间扫描的起始延迟以及扫描步距扫描同样的探测空间深度获得所有像素的序列强度，为任意取一个目标存在脉冲函数，为时间。

23、优选地，还包括对所述每帧图像中目标区域的图像灰度值总和进行内插预处理后对所述任意一个目标存在脉冲函数做离散卷积运算，得到所述探测目标的目标存在脉冲函数。

24、优选地，还包括检测所述探测目标的峰值位置并换算为第二距离值，所述第二距离值加上所述第一预设距离m后得到所述探测目标的距离值。

25、本发明实施例还提供一种基于门控cmos选通成像系统的图像融合装置，包括：

26、扫描步距选择模块，其用于选择扫描步距，使探测目标出现在多个切片内；

27、图像融合模块，其用于当所述探测目标的距离已知时，只保留所述探测目标所在的切片；当所述探测目标与所述门控cmos选通成像系统之间存在干扰物且所述干扰物的距离已知时，只保留所述干扰物所在切片以外的其他切片并进行图像所述干扰物所在切片以外的其他切片图像的融合；当所述探测目标和所述干扰物的距离都未知时，保留所有切片并进行所有切片图像的融合；

28、第一预设条件判断模块，其用于将满足第一预设条件的像素设置为第一像素，将融合后的所述第一像素的强度值置0，所述第一预设条件为采集到的光为连续光；

29、第二预设条件判断模块，其用于将满足第二预设条件的像素设置为第二像素，从相邻多个切片中找到所述第二像素未饱和时的强度值，将所述第二像素未饱和时的强度值作为所述第二像素的强度值，所述第二预设条件为最强帧中的所述第二像素达到饱和丢失信息。

30、与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

31、本发明实施例提供的一种基于门控cmos的选通成像系统的图像融合方法及装置，选择扫描步距，使探测目标出现在多个切片内；当所述探测目标的距离已知时，只保留所述探测目标所在的切片；当所述探测目标与所述门控cmos选通成像系统之间存在干扰物且所述干扰物的距离已知时，只保留所述干扰物所在切片以外的其他切片并进行所述干扰物所在切片以外的其他切片图像的融合；当所述探测目标和所述干扰物的距离都未知时，保留所有切片并进行所有切片图像的融合；将满足第一预设条件的像素设置为第一像素，将融合后的所述第一像素的强度值置0，所述第一预设条件为采集到的光为连续光；将满足第二预设条件的像素设置为第二像素，从相邻多个切片中找到所述第二像素未饱和时的强度值，将所述第二像素未饱和时的强度值作为所述第二像素的强度值，所述第二预设条件为最强帧中的所述第二像素达到饱和丢失信息，通过根据探测目标的不同距离对多个切片内的图像进行融合，并且结合不同预设条件对融合后的图像进行处理，从而能去除连续光对成像造成的过曝干扰，实现对被探测目标的清晰成像；

32、进一步地，将所述门控cmos选通成像系统安装在距离一个平面第一预设距离值的位置，所述第一预设距离值为m，得到当目标存在脉冲函数表征的距离r-m出现目标时所应得到的数列，对所述每帧图像中目标区域的图像灰度值总和进行内插预处理后对所述任意取一个目标存在脉冲函数做离散卷积运算，得到所述探测目标的目标存在脉冲函数，从而得到高精度的所述探测目标的距离值。