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题名大视场通用相机的帧插高速成像方法
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作者
王宇金
武锦辉
刘吉
张博洋
袁涛
彭渊
李绍栋
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机构
中北大学仪器与电子学院
中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室
中北大学信息与通信工程学院
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出处
《红外与激光工程》
CSCD
北大核心
2024年第12期225-234,共10页
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基金
山西省自然科学基金项目(202403021211089)
山西省基础研究计划资助项目(202203021211087,202203021221101)
山西省回国留学人员科研资助项目(2023-141)。
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文摘
高速摄影在运动物体测试中至关重要,然而,基于电荷耦合器件或互补金属氧化物半导体的传统成像方法在成像速度和光子灵敏度方面存在局限性。高速相机存在设备成本高昂、大视场复杂环境中成像困难、时-空间分辨率的平衡等问题。作为一种补充方案来应对高速成像的需求,提出了一种基于大视场通用相机的帧插高速成像方法(Frame Interpolation High-Speed Imaging Method,FIHSIM),用于提升通用相机的高速成像能力。该方法首先对传统通用相机捕捉的模糊图像进行预处理来消除复杂背景。其次,通过对每张模糊图像的不同时间域的灰度值中恢复出图像的时间信息来重建动态图像,此方法虽未提高相机本身成像速度,但通过插值提升了图像质量,达到高速摄影的成像效果。此外,该方法的性能在强运动或极端光照条件下可能会受到限制。为验证方法可行性,运动目标在FIHSIM与高速相机进行对比实验,通过细致测量及分析图像中物体的位移及其误差,实验结果表明,FIHSIM结合通用相机可以实现高速摄影。基于通用相机的帧插高速成像方法的高速瞬态成像速度能实现从一到一百万帧的速率动态范围,同时保持通用相机相应的空间分辨率。因此,FIHSIM具有高空间分辨率、能够记录大量虚拟帧图片观察动态事件的能力,为高速成像提供了一种有效工具。
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关键词
图像重建
高速成像
帧插算法
大视场通用相机
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Keywords
image reconstruction
high-speed imaging
frame interpolation algorithm
wide-field general-purpose camera
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分类号
TP391.4
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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