相机阵列计算成像系统及方法

摘要

本发明提供一种相机阵列计算成像系统及方法，涉及计算成像技术领域；所述相机阵列计算成像方法应用于相机阵列计算成像系统；系统包括：至少一个传感器、至少一个伺服驱动器、至少一个电控旋转平台、至少一个平移滑台模组；传感器设置于平移滑台模组上或电控旋转平台上；平移滑台模组与所述电控旋转平台配合设置；伺服驱动器用于驱动伺服电机转动，进而带动平移滑台模组中的模块移动或电控旋转平台中的模块转动；方法包括：基于目标场景下对相机阵列中各视点采集的二维偏振阵列图像，获得多个角度下的偏振光强分量图；基于偏振光强分量图，计算得到偏振光斯托克斯分量；基于偏振光斯托克斯分量，计算得到偏振信息；可以提高目标探测的准确性。

权利要求

1.一种相机阵列计算成像系统，其特征在于，包括：至少一个传感器、至少一个伺服驱动器、至少一个电控旋转平台、至少一个平移滑台模组；

所述传感器设置于所述平移滑台模组上或所述电控旋转平台上；所述平移滑台模组与所述电控旋转平台配合设置；

所述伺服驱动器用于驱动伺服电机转动，进而带动平移滑台模组中的模块移动或电控旋转平台中的模块转动；

所述至少一个传感器包括第一传感器（1），所述至少一个电控旋转平台包括第一电控旋转平台（2）和第二电控旋转平台（4），所述至少一个平移滑台模组包括第一平移滑台模组（3）；

所述第一传感器（1）安装在第一电控旋转平台（2）上，所述第一电控旋转平台（2）固定在第一平移滑台模组（3）上，所述第一平移滑台模组（3）与第二电控旋转平台（4）连接；

所述至少一个伺服驱动器包括第一伺服驱动器（17）、第二伺服驱动器（18）、和第三伺服驱动器（19）；

所述第一电控旋转平台（2）由第一伺服电机和第一回转传动模组组成；

所述第一平移滑台模组（3）由第二伺服电机和第二丝杆直线传动模组组成；

所述第二电控旋转平台（4）由第三伺服电机和第三回转传动模组组成；

第一伺服驱动器（17）用于驱动第三伺服电机转动，带动第三回转传动模组旋转一定角度，进而带动第二电控旋转平台（4）运行，所述第二伺服驱动器（18）用于驱动第二伺服电机转动，带动第二丝杆直线传动模组上滑块做直线运动，进而带动第一平移滑台模组（3）运行，以使所述第一传感器（1）用于根据第三伺服电机反馈的角度位置和第二伺服电机反馈的直线坐标位置并按照设置的视点数进行图像采集；

在所述第二电控旋转平台（4）旋转180度带动所述第一平移滑台模组（3）旋转的情况下，所述第三伺服驱动器（19）用于驱动第一伺服电机带动第一回转传动模组旋转180°，进而带动第一电控旋转平台（2）运行，以使第一传感器（1）根据第一伺服电机反馈的角度位置和第二伺服电机反馈的直线坐标位置进行图像采集。

2.根据权利要求1所述的相机阵列计算成像系统，其特征在于，所述至少一个平移滑台模组包括第二平移滑台模组（5）和第三平移滑台模组（7）、所述至少一个电控旋转平台包括第三电控旋转平台（6）、所述至少一个传感器包括第二传感器（8）、所述相机阵列计算成像系统还包括钢结构框架（9）；

所述第二平移滑台模组（5）固定在钢结构框架（9）上，所述第三电控旋转平台（6）安装在第二平移滑台模组（5）上，所述第三平移滑台模组（7）安装在第三电控旋转平台（6），所述第二传感器（8）安装在第三平移滑台模组（7）的运动滑块上。

3.根据权利要求2所述的相机阵列计算成像系统，其特征在于，所述至少一个伺服驱动器包括第四伺服驱动器（20）、第五伺服驱动器（21）、和第六伺服驱动器（22）；

所述第二平移滑台模组（5）由第四伺服电机和第四丝杆直线传动模组组成；

所述第三电控旋转平台（6）由第五伺服电机和第五回转传动模组组成；

所述第三平移滑台模组（7）由第六伺服电机和第六丝杆直线传动模组组成；

所述第四伺服驱动器（20）用于驱动第五伺服电机带动第五回转传动模组逆时针旋转

90°，进而带动第三电控旋转平台（6）运行，所述第五伺服驱动器（21）用于驱动第四伺服电机旋转带动第四丝杆直线传动模组直线运动，直至回原点位置，进而带动第二平移滑台模组（5）运行；

在所述第二平移滑台模组（5）回原点位置的情况下，所述第六伺服驱动器（22）用于驱动第六伺服电机旋转运动带动第六丝杆直线传动模组直线运动，进而带动第三平移滑台模组（7）运行，以使第二传感器（8）根据第四伺服电机中编码器反馈的位置和第六伺服电机中编码器反馈的位置并按照设置的视点数进行阵列多视角图像采像。

4.根据权利要求1所述的相机阵列计算成像系统，其特征在于，所述至少一个传感器包括第一传感器（1）和第二传感器（8），所述至少一个电控旋转平台包括第一电控旋转平台（2）、第二电控旋转平台（4）、第二平移滑台模组（5）和第三平移滑台模组（7），所述至少一个平移滑台模组包括第一平移滑台模组（3）和第三电控旋转平台（6），所述相机阵列计算成像系统还包括钢结构框架（9）。

5.根据权利要求4所述的相机阵列计算成像系统，其特征在于，所述相机阵列计算成像系统还包括：所述至少一个伺服驱动器包括第一伺服驱动器（17）、第二伺服驱动器（18）、第三伺服驱动器（19）、第四伺服驱动器（20）、第五伺服驱动器（21）、和第六伺服驱动器（22）；

所述第一电控旋转平台（2）由第一伺服电机和第一回转传动模组组成；

所述第一平移滑台模组（3）由第二伺服电机和第二丝杆直线传动模组组成；

所述第二电控旋转平台（4）由第三伺服电机和第三回转传动模组组成；

所述第二平移滑台模组（5）由第四伺服电机和第四丝杆直线传动模组组成；

所述第三电控旋转平台（6）由第五伺服电机和第五回转传动模组组成；

所述第三平移滑台模组（7）由第六伺服电机和第六丝杆直线传动模组组成；

所述第一伺服驱动器（17）用于驱动第三伺服电机转动，带动第三回转传动模组旋转一定角度，进而带动第二电控旋转平台（4）运行，所述第二伺服驱动器（18）用于驱动第二伺服电机转动，带动第二丝杆直线传动模组上滑块做直线运动，进而带动第一平移滑台模组（3）运行，以使所述第一传感器（1）用于根据第三伺服电机反馈的角度位置和第二伺服电机反馈的直线坐标位置并按照设置的视点数进行图像采集；

在所述第二电控旋转平台（4）旋转180度带动所述第一平移滑台模组（3）旋转的情况下，所述第三伺服驱动器（19）用于驱动第一伺服电机带动第一回转传动模组旋转180°，进而带动第一电控旋转平台（2）运行，以使第一传感器（1）根据第一伺服电机反馈的角度位置和第二伺服电机反馈的直线坐标位置进行图像采集；

所述第四伺服驱动器（20）用于驱动第五伺服电机带动第五回转传动模组逆时针旋转

90°，进而带动第三电控旋转平台（6）运行，所述第五伺服驱动器（21）用于驱动第四伺服电机旋转带动第四丝杆直线传动模组直线运动，直至回原点位置，进而带动第二平移滑台模组（5）运行；

在所述第二平移滑台模组（5）回原点位置的情况下，所述第六伺服驱动器（22）用于驱动第六伺服电机旋转运动带动第六丝杆直线传动模组直线运动，进而带动第三平移滑台模组（7）运行，以使第二传感器（8）根据第四伺服电机中编码器反馈的位置和第六伺服电机中编码器反馈的位置并按照设置的视点数进行阵列多视角图像采像。

6.一种相机阵列计算成像方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的相机阵列计算成像系统，所述方法包括：基于目标场景下对相机阵列中各视点采集的二维偏振阵列图像，获得多个角度下的偏振光强分量图；

基于所述多个角度下的偏振光强分量图，计算得到偏振光斯托克斯分量；

基于所述偏振光斯托克斯分量，计算得到目标场景的偏振信息；

所述基于目标场景下对相机阵列中各视点采集的二维偏振阵列图像，获得多个角度下的偏振光强分量图，包括：对各视点的四个方向的偏振光强图进行感兴趣区域提取，获得感兴趣区域的多个角度下的偏振光强图；

基于各视点相对中心视点的单应性矩阵，将各视点的多个角度下的偏振光强图变换至中心视角下，获得所述多个角度下的偏振光强分量图；

其中，所述单应性矩阵的阵元基于各视点与中心视点之间的视差确定。

7.根据权利要求6所述的相机阵列计算成像方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述多个角度下的偏振光强分量图进行亮度直方图均衡化处理，得到增强后的多个角度下的偏振光强分量图；

将归一化后的偏振信息与所述增强后的多个角度下的偏振光强分量图进行融合调节处理，得到多个角度下的融合偏振态图像；对多个角度下的融合偏振态图像进行融合处理，得到增强后的融合偏振态图像。

说明书

相机阵列计算成像系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及计算成像技术领域，尤其涉及一种相机阵列计算成像系统及方法。

背景技术

[0002] 目标探测设备的集成化和自动化是衡量探测装备性能的关键因素之一。偏振是独立于光强的一种属性，不同目标具有不同的偏振特性，将偏振应用于目标探测可提高目标探测的准确性。

[0003] 目前针对移动阵列目标探测领域，还没有关于偏振信息恢复相关的计算成像的设备和方法，目标探测的准确性较低。

发明内容

[0004] 本发明提供一种相机阵列计算成像系统及方法，用以解决现有技术中目标探测的准确性较低的缺陷，实现提高目标探测的准确性。

[0005] 本发明提供一种相机阵列计算成像系统，包括：至少一个传感器、至少一个伺服驱动器、至少一个电控旋转平台、至少一个平移滑台模组；

[0006] 所述传感器设置于所述平移滑台模组上或所述电控旋转平台上；所述平移滑台模组与所述电控旋转平台配合设置；

[0007] 所述伺服驱动器用于驱动伺服电机转动，进而带动平移滑台模组中的模块移动或电控旋转平台中的模块转动。

[0008] 根据本发明提供的一种相机阵列计算成像系统，所述至少一个传感器包括第一传感器1，所述至少一个电控旋转平台包括第一电控旋转平台2和第二电控旋转平台4，所述至少一个平移滑台模组包括第一平移滑台模组3；

[0009] 所述第一传感器1安装在第一电控旋转平台2上，所述第一电控旋转平台2固定在第一平移滑台模组3上，所述第一平移滑台模组3与第二电控旋转平台4连接。

[0010] 根据本发明提供的一种相机阵列计算成像系统，所述至少一个伺服驱动器包括第一伺服驱动器17、第二伺服驱动器18、和第三伺服驱动器19；

[0011] 所述第一电控旋转平台2由第一伺服电机和第一回转传动模组组成；

[0012] 所述第一平移滑台模组3由第二伺服电机和第二丝杆直线传动模组组成；

[0013] 所述第二电控旋转平台4由第三伺服电机和第三回转传动模组组成；

[0014] 第一伺服驱动器17用于驱动第三伺服电机转动，带动第三回转传动模组旋转一定角度，进而带动第二电控旋转平台4运行，所述第二伺服驱动器18用于驱动第二伺服电机转动，带动第二丝杆直线传动模组上滑块做直线运动，进而带动第一平移滑台模组3运行，以使所述第一传感器1用于根据第三伺服电机反馈的角度位置和第二伺服电机反馈的直线坐标位置并按照设置的视点数进行图像采集；

[0015] 在所述第二电控旋转平台4旋转180度带动所述第一平移滑台模组3旋转的情况下，所述第三伺服驱动器19用于驱动第一伺服电机带动第一回转传动模组旋转180°，进而带动第一电控旋转平台2运行，以使第一传感器根据第一伺服电机反馈的角度位置和第二伺服电机反馈的直线坐标位置进行图像采集。

[0016] 根据本发明提供的一种相机阵列计算成像系统，所述至少一个平移滑台模组包括第二平移滑台模组5和第三平移滑台模组7、所述至少一个电控旋转平台包括第三电控旋转平台6、所述至少一个传感器包括第二传感器8、所述相机阵列计算成像系统还包括钢结构框架9；

[0017] 所述第二平移滑台模组5固定在钢结构框架9上，所述第三电控旋转平台6安装在第二平移滑台模组5上，所述第三平移滑台模组7安装在第三电控旋转平台6，所述第二传感器8安装在第三平移滑台模组7的运动滑块上。

[0018] 根据本发明提供的一种相机阵列计算成像系统，所述至少一个伺服驱动器包括第四伺服驱动器20、第五伺服驱动器21、和第六伺服驱动器22；

[0019] 所述第二平移滑台模组5由第四伺服电机和第四丝杆直线传动模组组成；

[0020] 所述第三电控旋转平台6由第五伺服电机和第五回转传动模组组成；

[0021] 所述第三平移滑台模组7由第六伺服电机和第六丝杆直线传动模组组成；

[0022] 所述第四伺服驱动器20用于驱动第五伺服电机带动第五回转传动模组逆时针旋转90°，进而带动第三电控旋转平台6运行，所述第五伺服驱动器21用于驱动第四伺服电机旋转带动第四丝杆直线传动模组直线运动，直至回原点位置，进而带动第二平移滑台模组5运行；

[0023] 在所述第二平移滑台模组5回原点位置的情况下，所述第六伺服驱动器22用于驱动第六伺服电机旋转运动带动第六丝杆直线传动模组直线运动，进而带动第三平移滑台模组7运行，以使第二传感器8根据第四伺服电机中编码器反馈的位置和第六伺服电机中编码器反馈的位置并按照设置的视点数进行阵列多视角图像采像。

[0024] 根据本发明提供的一种相机阵列计算成像系统，所述至少一个传感器包括第一传感器1和第二传感器8，所述至少一个电控旋转平台包括第一电控旋转平台2、第二电控旋转平台4、第二平移滑台模组5和第三平移滑台模组7，所述至少一个平移滑台模组包括第一平移滑台模组3和第三电控旋转平台6，所述相机阵列计算成像系统还包括钢结构框架9。

[0025] 根据本发明提供的一种相机阵列计算成像系统，所述相机阵列计算成像系统还包括：所述至少一个伺服驱动器包括第一伺服驱动器17、第二伺服驱动器18、第三伺服驱动器19、第四伺服驱动器20、第五伺服驱动器21、和第六伺服驱动器22；

[0026] 所述第一电控旋转平台2由第一伺服电机和第一回转传动模组组成；

[0027] 所述第一平移滑台模组3由第二伺服电机和第二丝杆直线传动模组组成；

[0028] 所述第二电控旋转平台4由第三伺服电机和第三回转传动模组组成；

[0029] 所述第二平移滑台模组5由第四伺服电机和第四丝杆直线传动模组组成；

[0030] 所述第三电控旋转平台6由第五伺服电机和第五回转传动模组组成；

[0031] 所述第三平移滑台模组7由第六伺服电机和第六丝杆直线传动模组组成；

[0032] 所述第一伺服驱动器17用于驱动第三伺服电机转动，带动第三回转传动模组旋转一定角度，进而带动第二电控旋转平台4运行，所述第二伺服驱动器18用于驱动第二伺服电机转动，带动第二丝杆直线传动模组上滑块做直线运动，进而带动第一平移滑台模组3运行，以使所述第一传感器1用于根据第三伺服电机反馈的角度位置和第二伺服电机反馈的直线坐标位置并按照设置的视点数进行图像采集；

[0033] 在所述第二电控旋转平台4旋转180度带动所述第一平移滑台模组3旋转的情况下，所述第三伺服驱动器19用于驱动第一伺服电机带动第一回转传动模组旋转180°，进而带动第一电控旋转平台2运行，以使第一传感器根据第一伺服电机反馈的角度位置和第二伺服电机反馈的直线坐标位置进行图像采集；

[0034] 所述第四伺服驱动器20用于驱动第五伺服电机带动第五回转传动模组逆时针旋转90°，进而带动第三电控旋转平台6运行，所述第五伺服驱动器21用于驱动第四伺服电机旋转带动第四丝杆直线传动模组直线运动，直至回原点位置，进而带动第二平移滑台模组5运行；

[0035] 在所述第二平移滑台模组5回原点位置的情况下，所述第六伺服驱动器22用于驱动第六伺服电机旋转运动带动第六丝杆直线传动模组直线运动，进而带动第三平移滑台模组7运行，以使第二传感器8根据第四伺服电机中编码器反馈的位置和第六伺服电机中编码器反馈的位置并按照设置的视点数进行阵列多视角图像采像。

[0036] 本发明还提供一种相机阵列计算成像方法，应用于上述相机阵列计算成像系统，所述方法包括：

[0037] 基于目标场景下对相机阵列中各视点采集的二维偏振阵列图像，获得多个角度下的偏振光强分量图；

[0038] 基于所述多个角度下的偏振光强分量图，计算得到偏振光斯托克斯分量；

[0039] 基于所述偏振光斯托克斯分量，计算得到目标场景的偏振信息。

[0040] 根据本发明提供的一种相机阵列计算成像方法，所述基于目标场景下对相机阵列中各视点采集的二维偏振阵列图像，获得多个角度下的偏振光强分量图，包括：

[0041] 对各视点的四个方向的偏振光强图进行感兴趣区域提取，获得感兴趣区域的多个角度下的偏振光强图；

[0042] 基于各视点相对中心视点的单应性矩阵，将各视点的多个角度下的偏振光强图变换至中心视角下，获得所述多个角度下的偏振光强分量图；

[0043] 其中，所述单应性矩阵的阵元基于各视点与中心视点之间的视差确定。

[0044] 根据本发明提供的一种相机阵列计算成像方法，所述方法还包括：

[0045] 对所述多个角度下的偏振光强分量图进行亮度直方图均衡化处理，得到增强后的多个角度下的偏振光强分量图；

[0046] 将归一化后的偏振信息与所述增强后的多个角度下的偏振光强分量图进行融合调节处理，得到多个角度下的融合偏振态图像；

[0047] 对多个角度下的融合偏振态图像进行融合处理，得到增强后的融合偏振态图像[0048] 本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述相机阵列计算成像方法。

[0049] 本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述相机阵列计算成像方法。

[0050] 本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述相机阵列计算成像方法。

[0051] 本发明提供的相机阵列计算成像系统及方法，通过设置至少一个传感器、至少一个伺服驱动器、至少一个电控旋转平台、至少一个平移滑台模组，并将传感器设置于所述平移滑台模组上或所述电控旋转平台上，将平移滑台模组与所述电控旋转平台配合设置，设置伺服驱动器用于驱动伺服电机转动，进而带动平移滑台模组中的模块移动或电控旋转平台中的模块转动，以使传感器进行图像采集，可以实现可相机阵列分布方式的灵活多变，可实现目标处于环境中不同深度时的定量分析，并计算目标处于不同层时的偏振特性，实现提高目标探测的准确性。

附图说明

[0052] 为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0053] 图1是本发明提供的相机阵列计算成像系统的示意图；

[0054] 图2是本发明提供的相机阵列计算成像系统的电气控制部分示意主视图；

[0055] 图3是本发明适用的第一应用场景三维坐标系示意图；

[0056] 图4是本发明适用的第一应用场景的偏振阵列视点分布结构示意图；

[0057] 图5是本发明适用的第二应用场景三维坐标系示意图；

[0058] 图6是本发明适用的第二应用场景的偏振阵列视点分布结构示意图；

[0059] 图7是本发明提供的相机阵列计算成像系统的机械整体结构示意轴测图；

[0060] 图8是本发明提供的相机阵列计算成像系统的电气控制部分示意轴测图；

[0061] 图9是本发明提供的相机阵列计算成像系统的俯视图；

[0062] 图10是本发明提供的相机阵列计算成像方法的流程示意图；

[0063] 图11是本发明提供的电子设备的结构示意图；

[0064] 图12是本发明提供的相机阵列计算成像方法的计算成像结果之一；

[0065] 图13是本发明提供的相机阵列计算成像方法的计算成像结果之二。

[0066] 附图标记：

[0067] 1：第一传感器；2：第一电控旋转平台；3：第一平移滑台模组；4：第二电控旋转平台；5：第二平移滑台模组；6：第三电控旋转平台；7：第三平移滑台模组；8：第二传感器；9：钢结构框架；10：输入输出设备固定架；11：电控箱；12：应急UPS电源；13：工业控制计算机；14：显示设备；15：运动控制卡；16：IO控制卡；17：第一伺服驱动器；18：第二伺服驱动器；19：第三伺服驱动器；20：第四伺服驱动器；21：第五伺服驱动器；22：第六伺服驱动器。

具体实施方式

[0068] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0069] 首先对以下内容进行介绍：

[0070] 地球表面和大气中的任何目标，在反射、散射和透射以及发射电磁辐射的过程中，会产生由它们自身性质和光学基本定律决定的特征偏振。相机阵列探测技术是目标检测的主要方法之一，传统的光学成像是利用物体反射（透射）光的光强信息，而偏振成像是利用光的偏振信息。相机阵列合成孔径成像是一种非常强大的计算成像方法，它可以使任意焦平面上的物体清晰，增强伪装目标在图像中的信噪比。但目前还没有关于偏振阵列计算成像的相关研究。传统计算成像只关注目标与前景遮挡去除，不具备相机阵列分布方式的灵活可变换性，没有关于目标在特定层（深度）成像的定量分析，也没有关于对该层偏振特性的分析。

[0071] 为了解决目标探测，如伪装，遮挡、散射介质等复杂环下的目标探测问题，本发明提供一种偏振阵列计算成像设备及方法。

[0072] 图1是本发明提供的相机阵列计算成像系统的示意图，如图1所示，相机阵列计算成像系统包括：至少一个传感器、至少一个伺服驱动器、至少一个电控旋转平台、至少一个平移滑台模组；

[0073] 所述传感器设置于所述平移滑台模组上或所述电控旋转平台上；所述平移滑台模组与所述电控旋转平台配合设置；

[0074] 所述伺服驱动器用于驱动伺服电机转动，进而带动平移滑台模组中的模块移动或电控旋转平台中的模块转动。

[0075] 可选地，相机阵列计算成像系统适用各领域各场景（多领域多场景）的目标探测。

[0076] 可选地，传感器可以包括偏振传感器；

[0077] 可选地，相机阵列可以包括偏振相机阵列；

[0078] 可选地，相机阵列可以包括普通相机阵列；

[0079] 在图1中，相机阵列计算成像系统可以包括第一传感器1、第一电控旋转平台2、第一平移滑台模组3、第二电控旋转平台4、第二平移滑台模组5、第三电控旋转平台6、第三平移滑台模组7、第二传感器8、钢结构框架9、输入输出设备固定架10、电控箱11、应急UPS电源12、工业控制计算机13、显示设备14、运动控制卡15、IO控制卡16、第一伺服驱动器17、第二伺服驱动器18、第三伺服驱动器19、第四伺服驱动器20、第五伺服驱动器21、第六伺服驱动器22；

[0080] 所述第一电控旋转平台2由第一伺服电机和第一回转传动模组组成。

[0081] 所述第一平移滑台模组3由第二伺服电机和第二丝杆直线传动模组组成。

[0082] 所述第二电控旋转平台4由第三伺服电机和第三回转传动模组组成。

[0083] 所述第二平移滑台模组5由第四伺服电机和第四丝杆直线传动模组组成。

[0084] 所述第三电控旋转平台6由第五伺服电机和第五回转传动模组组成。

[0085] 所述第三平移滑台模组7由第六伺服电机和第六丝杆直线传动模组组成。

[0086] 可选地，第一电控旋转平台2可以是MRS102电控旋转平台，或其他可以实现与MRS102电控旋转平台类似功能的电控旋转平台，比如R100M02电控旋转平台，或GCD‑01电控旋转平台等，本发明对此不做限定。

[0087] 可选地，第一平移滑台模组3可以是134S‑S1100平移滑台模组，或其他可以实现与134S‑S1100平移滑台模组类似功能的平移滑台模组，比如BOS178平移滑台模组，或GCD‑302平移滑台模组等，本发明对此不做限定。

[0088] 可选地，第二电控旋转平台4可以是GSH150M电控旋转平台，或其他可以实现与GSH150M电控旋转平台类似功能的电控旋转平台，比如AT519026电控旋转平台等，本发明对此不做限定。

[0089] 可选地，第二平移滑台模组5可以是180S‑S1350平移滑台模组，或其他可以实现与180S‑S1350平移滑台模组类似功能的平移滑台模组，比如BOS170平移滑台模组，或BOS220平移滑台模组等，本发明对此不做限定

[0090] 可选地，第三电控旋转平台6可以是GSH150M电控旋转平台，或其他可以实现与GSH150M电控旋转平台类似功能的电控旋转平台，比如MRS100‑400电控旋转平台等，本发明对此不做限定

[0091] 可选地，第三平移滑台模组可以是134S‑S1500平移滑台模组，或其他可以实现与134S‑S1500平移滑台模组类似功能的平移滑台模组，比如 BOS220M 平移滑台模组等，本发明对此不做限定。

[0092] 可选地，本发明中的各平移滑台模组可以是具有以下任意一项或多项功能的平移滑台模组：高精度、大负载、轻便、抗震强、高速、稳定性好等，本发明对此不作限定。

[0093] 可选地，本发明中的各电控旋转平台可以是具有以下任意一项或多项功能的电控旋转平台：高精度、大负载、轻便、抗震强、高速、稳定性好等。

[0094] 需要说明的是，图1仅为相机阵列计算成像系统的一种示例，不作为对相机阵列计算成像系统的限定；

[0095] 可选地，相机阵列计算成像系统材料可以采用钢和铝结构。

[0096] 可选地，相机阵列计算成像系统材料可以采用类似于钢和铝结构，本发明对此不做限定。

[0097] 图2是本发明提供的相机阵列计算成像系统的电气控制部分示意主视图，如图2所示，电控箱11、应急UPS电源12、工业控制计算机13、显示设备14、运动控制卡15、IO控制卡16、第一驱动器17、第二驱动器18、第三驱动器19、第四驱动器20、第五驱动器21、第六驱动器22。

[0098] 可选地，本发明偏振相机阵列计算成像系统设备，适用于第一应用场景，如空中目标场景探测、天空偏振采集等场景，还适用于第二应用场景，如空间中复杂目标场景探测、偏振模式信息采集等场景。

[0099] 可选地，本发明共采用三种运动控制采集方式，包括一维平移滑动和一维回转采像方式、二维平移联合采像方式、同时六轴运动控制采像方式。

[0100] 在一个可选的实施例中，所述至少一个传感器包括第一传感器1，所述至少一个电控旋转平台包括第一电控旋转平台2和第二电控旋转平台4，所述至少一个平移滑台模组包括第一平移滑台模组3；

[0101] 所述第一传感器1安装在第一电控旋转平台2上，所述第一电控旋转平台2固定在第一平移滑台模组3上，所述第一平移滑台模组3与第二电控旋转平台4连接；

[0102] 所述至少一个伺服驱动器包括第一伺服驱动器17、第二伺服驱动器18、和第三伺服驱动器19；

[0103] 所述第一电控旋转平台2由第一伺服电机和第一回转传动模组组成；

[0104] 所述第一平移滑台模组3由第二伺服电机和第二丝杆直线传动模组组成；

[0105] 所述第二电控旋转平台4由第三伺服电机和第三回转传动模组组成；

[0106] 第一伺服驱动器17用于驱动第三伺服电机转动，带动第三回转传动模组旋转一定角度，进而带动第二电控旋转平台4运行，所述第二伺服驱动器18用于驱动第二伺服电机转动，带动第二丝杆直线传动模组上滑块做直线运动，进而带动第一平移滑台模组3运行，以使所述第一传感器1用于根据第三伺服电机反馈的角度位置和第二伺服电机反馈的直线坐标位置并按照设置的视点数进行图像采集；

[0107] 在所述第二电控旋转平台4旋转180度带动所述第一平移滑台模组3旋转的情况下，所述第三伺服驱动器19用于驱动第一伺服电机带动第一回转传动模组旋转180°，进而带动第一电控旋转平台2运行，以使第一传感器根据第一伺服电机反馈的角度位置和第二伺服电机反馈的直线坐标位置进行图像采集；

[0108] 可选地，图3是本发明适用的第一应用场景三维坐标系示意图，图4是本发明适用的第一应用场景的偏振阵列视点分布结构示意图。

[0109] 可选地，本发明适用的第一应用场景可以采用一维平移滑动和一维回转采像方式，图3和图4中的坐标系和二维偏振相机阵列视点，X、Y方向分别为阵列行方向和列方向，Z方向为天空、空中目标场景所在方向。

[0110] 可选地，如图4所示，本发明的空间场景方向Z、阵列的列方向Y、阵列的行方向均基于本坐标系，X、Y方向上，偏振阵列视点的基线，运动速度和方向可根据实际场景的不同进行指定。

[0111] 可选地，一维平移滑动和一维回转采像方式主要采用第一传感器1、第一电控旋转平台2、第一平移滑台模组3，第二电控旋转平台4。

[0112] 步骤一，将第一传感器1安装在第一电控旋转平台2上，再将其整体固定在第一平移滑台模组3上，第一平移滑台模组3与第二电控旋转平台4连接并固定。

[0113] 步骤二，对第一电控旋转平台2、第二电控旋转平台4进行回转位置校准，再对第一平移滑台模组3进行水平校准，最后对第一传感器1的安装位置进行校准。

[0114] 步骤三，调节第一传感器1的参数和焦距，使其适应于目标环境，如空中目标场景探测、天空偏振采集等场景，达到最佳适应状态，最后对此部分进行整体校准及联调。

[0115] 步骤四，开始启动，第一应用场景各机构自运行，第一伺服驱动器17驱动第三伺服电机转动，带动第三回转传动模组旋转一定角度，即第二电控旋转平台4运行。同时，第二伺服驱动器18驱动第二伺服电机转动，带动第二丝杆直线传动模组上滑块做直线运动，即第一平移滑台模组3运行。按照相机阵列视点的路径规划要求，第一传感器1根据第三伺服电机反馈的角度位置和第二伺服电机反馈的直线坐标位置并按照设置的视点数进行采像。

[0116] 步骤五，场景的路径为田字形轨迹，第一传感器1在田字格位置采集图像信息，第二电控旋转平台4做圆周轨迹运动，第一平移滑台模组3做直线运动，其直线运动的轨迹为半程，由第二电控旋转平台4旋转180度后将第一平移滑台模组3旋转至另一半程，此时，阵列的行或列方向孔径拓展到直径2.2m，由第三伺服驱动器19驱动第一伺服电机带动第一回转传动模组旋转180°，此时第一电控旋转平台2运行，第一传感器1采集另一半程各位置图像。

[0117] 可选地，田字形轨迹仅为场景的路径的一种举例，场景的路径可以为任意形状的轨迹，本发明对此不作限定。

[0118] 在一个可选的实施例中，所述至少一个平移滑台模组包括第二平移滑台模组5和第三平移滑台模组7、所述至少一个电控旋转平台包括第三电控旋转平台6、所述至少一个传感器包括第二传感器8、所述相机阵列计算成像系统还包括钢结构框架9；

[0119] 所述第二平移滑台模组5固定在钢结构框架9上，所述第三电控旋转平台6安装在第二平移滑台模组5上，所述第三平移滑台模组7安装在第三电控旋转平台6，所述第二传感器8安装在第三平移滑台模组7的运动滑块上。

[0120] 所述至少一个伺服驱动器包括第四伺服驱动器20、第五伺服驱动器21、和第六伺服驱动器22；

[0121] 所述第二平移滑台模组5由第四伺服电机和第四丝杆直线传动模组组成；

[0122] 所述第三电控旋转平台6由第五伺服电机和第五回转传动模组组成；

[0123] 所述第三平移滑台模组7由第六伺服电机和第六丝杆直线传动模组组成；

[0124] 所述第四伺服驱动器20用于驱动第五伺服电机带动第五回转传动模组逆时针旋转90°，进而带动第三电控旋转平台6运行，所述第五伺服驱动器21用于驱动第四伺服电机旋转带动第四丝杆直线传动模组直线运动，直至回原点位置，进而带动第二平移滑台模组5运行；

[0125] 在所述第二平移滑台模组5回原点位置的情况下，所述第六伺服驱动器22用于驱动第六伺服电机旋转运动带动第六丝杆直线传动模组直线运动，进而带动第三平移滑台模组7运行，以使第二传感器8根据第四伺服电机中编码器反馈的位置和第六伺服电机中编码器反馈的位置并按照设置的视点数进行阵列多视角图像采像。

[0126] 可选地，图5是本发明适用的第二应用场景三维坐标系示意图，图6是本发明适用的第二应用场景的偏振阵列视点分布结构示意图。

[0127] 可选地，本发明适用的第二应用场景可以采用二维平移联合采像方式，图5和图6中坐标系和二维偏振相机阵列视点，X、Y方向分别为阵列行方向和列方向，Z方向为空间中目标场景所在方向。

[0128] 可选地，如图6所示，本发明的空中场景方向Z、阵列的列方向Y、阵列的行方向均基于本坐标系，X、Y方向上，偏振阵列视点的基线，运动速度和方向可根据实际场景的不同进行指定。

[0129] 可选地，二维平移联合采像方式主要采用第二平移滑台模组5、第三电控旋转平台6、第三平移滑台模组7、第二传感器8、钢结构框架9。

[0130] 步骤一、将第二平移滑台模组5固定在钢结构框架9上，再将第三电控旋转平台6固定安装在第二平移滑台模组5上，第三平移滑台模组7安装在第三电控旋转平台6，第二传感器8安装在第三平移滑台模组7的运动滑块上。

[0131] 步骤二、对第三电控旋转平台6进行回转位置校准，再分别对第三平移滑台模组7进行水平校准，对第二平移滑台模组5进行竖直校准，最后对第二传感器2的安装位置进行校准。

[0132] 步骤三、调节第二传感器2的参数和焦距，使其适应于目标环境，如空间中复杂目标场景探测、偏振模式信息采集等场景，达到最佳适应状态，最后对此部分进行整体校准及联调。

[0133] 步骤四、开始启动，第二应用场景各机构自运行，第四伺服驱动器20驱动第五伺服电机带动第五回转传动模组逆时针旋转90°，即第三电控旋转平台6运行。同时，第五伺服驱动器21驱动第四伺服电机旋转带动第四丝杆直线传动模组直线运动，直至回原点位置，即第二平移滑台模组5运行。系统检测第二平移滑台模组5回原点位置后，第六伺服驱动器驱动第六伺服电机旋转运动带动第六丝杆直线传动模组直线运动，即第三平移滑台模组7运行。按照相机阵列视点的路径规划要求，在设定采集行方向和力方向的视点数后，第二传感器8根据第四伺服电机中编码器反馈的位置和第六伺服电机中编码器反馈的位置并按照设置的视点数进行阵列多视角图像采像。

[0134] 步骤五、在步骤四中，第二平移滑台模组5在竖直方向每移动一个位置，在该位置下，第三平移滑台模组7上的第二传感器8水平方向扫描采集，第四伺服电机反馈移动N次的位置，得到每次移动的位置后，第六伺服电机的编码器根据输入的视点数M和总长度，将每个视点对应的型号数反馈给计算机，触发第二偏振相机采集M个不同视点的图像。

[0135] 在一个实施例中，所述至少一个传感器包括第一传感器1和第二传感器8，所述至少一个电控旋转平台包括第一电控旋转平台2、第二电控旋转平台4、第二平移滑台模组5和第三平移滑台模组7，所述至少一个平移滑台模组包括第一平移滑台模组3和第三电控旋转平台6，所述相机阵列计算成像系统还包括钢结构框架9。

[0136] 所述相机阵列计算成像系统还包括：所述至少一个伺服驱动器包括第一伺服驱动器17、第二伺服驱动器18、第三伺服驱动器19、第四伺服驱动器20、第五伺服驱动器21、和第六伺服驱动器22；

[0137] 所述第一电控旋转平台2由第一伺服电机和第一回转传动模组组成；

[0138] 所述第一平移滑台模组3由第二伺服电机和第二丝杆直线传动模组组成；

[0139] 所述第二电控旋转平台4由第三伺服电机和第三回转传动模组组成；

[0140] 所述第二平移滑台模组5由第四伺服电机和第四丝杆直线传动模组组成；

[0141] 所述第三电控旋转平台6由第五伺服电机和第五回转传动模组组成；

[0142] 所述第三平移滑台模组7由第六伺服电机和第六丝杆直线传动模组组成；

[0143] 所述第一伺服驱动器17用于驱动第三伺服电机转动，带动第三回转传动模组旋转一定角度，进而带动第二电控旋转平台4运行，所述第二伺服驱动器18用于驱动第二伺服电机转动，带动第二丝杆直线传动模组上滑块做直线运动，进而带动第一平移滑台模组3运行，以使所述第一传感器1用于根据第三伺服电机反馈的角度位置和第二伺服电机反馈的直线坐标位置并按照设置的视点数进行图像采集；

[0144] 在所述第二电控旋转平台4旋转180度带动所述第一平移滑台模组3旋转的情况下，所述第三伺服驱动器19用于驱动第一伺服电机带动第一回转传动模组旋转180°，进而带动第一电控旋转平台2运行，以使第一传感器根据第一伺服电机反馈的角度位置和第二伺服电机反馈的直线坐标位置进行图像采集；

[0145] 所述第四伺服驱动器20用于驱动第五伺服电机带动第五回转传动模组逆时针旋转90°，进而带动第三电控旋转平台6运行，所述第五伺服驱动器21用于驱动第四伺服电机旋转带动第四丝杆直线传动模组直线运动，直至回原点位置，进而带动第二平移滑台模组5运行；

[0146] 在所述第二平移滑台模组5回原点位置的情况下，所述第六伺服驱动器22用于驱动第六伺服电机旋转运动带动第六丝杆直线传动模组直线运动，进而带动第三平移滑台模组7运行，以使第二传感器8根据第四伺服电机中编码器反馈的位置和第六伺服电机中编码器反馈的位置并按照设置的视点数进行阵列多视角图像采像。

[0147] 可选地，本发明可以采用同时六轴运动控制采像方式，图3和图4中的坐标系和二维偏振相机阵列视点，X、Y方向分别为阵列行方向和列方向，Z方向为天空、空中目标场景所在方向，图5和图6中坐标系和二维偏振相机阵列视点，X、Y方向分别为阵列行方向和列方向，Z方向为空间中目标场景所在方向。

[0148] 可选地，如图4所示，本发明的空间场景方向Z、阵列的列方向Y、阵列的行方向均基于本坐标系，X、Y方向上，偏振阵列视点的基线，运动速度和方向可根据实际场景的不同进行指定。

[0149] 可选地，如图6所示，本发明的空中场景方向Z、阵列的列方向Y、阵列的行方向均基于本坐标系，X、Y方向上，偏振阵列视点的基线，运动速度和方向可根据实际场景的不同进行指定。

[0150] 可选地，采用同时六轴运动控制采像方式，主要采用第一传感器1、第一电控旋转平台2、第一平移滑台模组3、第二电控旋转平台4、第二平移滑台模组5、第三电控旋转平台6、第三平移滑台模组7、第二传感器8、钢结构框架9、输入输出设备固定架10、电控箱11、应急UPS电源12、工业控制计算机13、显示设备14、运动控制卡15、IO控制卡16、第一伺服驱动器17、第二伺服驱动器18、第三伺服驱动器19、第四伺服驱动器20、第五伺服驱动器21、第六伺服驱动器22。

[0151] 步骤一、按照上述一维平移滑动和一维回转采像方式、二维平移联合采像方式，对各部分运动机构的进行安装和校准，控制各执行机构回零至初始位置。

[0152] 步骤二、调节第一传感器1的参数和焦距，使其适应于目标环境。调节第二传感器2的参数和焦距，使其适应于目标环境。调整两部分应用使其达到最佳适应状态，最后对各部分进行整体校准及联调。

[0153] 步骤三、开始启动，第一、第二应用场景各机构自运行，第一传感器1，第二传感器8分别在第一电控旋转平台2、第一平移滑台模组3、第二电控旋转平台4、第二平移滑台模组5、第三电控旋转平台6、第三平移滑台模组7的联合控制下，同时对空场景采集N*N幅图像、对空间场景采集M*M幅图像。

[0154] 图7是本发明提供的相机阵列计算成像系统的机械整体结构示意轴测图，图8是本发明提供的相机阵列计算成像系统的电气控制部分示意轴测图，图9是本发明提供的相机阵列计算成像系统的俯视图。如图7、图8和图9所示，本发明的机械整体结构示意轴测图、电气控制部分示意轴测图、系统设备俯视图分别展示出偏振相机阵列计算城下那个系统设备的各部分全貌，且仅作为可实现的示例性示出，不作为对本发明的相机阵列计算成像系统的限定。

[0155] 本发明提供的相机阵列计算成像系统，通过设置至少一个传感器、至少一个伺服驱动器、至少一个电控旋转平台、至少一个平移滑台模组，并将传感器设置于所述平移滑台模组上或所述电控旋转平台上，将平移滑台模组与所述电控旋转平台配合设置，设置伺服驱动器用于驱动伺服电机转动，进而带动平移滑台模组中的模块移动或电控旋转平台中的模块转动，以使传感器进行图像采集，可以实现可相机阵列分布方式的灵活多变，可实现目标处于环境中不同深度时的定量分析，并计算目标处于不同层时的偏振特性，实现提高目标探测的准确性。

[0156] 图10是本发明提供的相机阵列计算成像方法的流程示意图，如图10所示，相机阵列计算成像方法应用前述的相机阵列计算成像系统，所述方法包括：

[0157] 步骤1000，基于目标场景下对相机阵列中各视点采集的二维偏振阵列图像，获得多个角度下的偏振光强分量图；

[0158] 可选地，多个角度可以是4个角度，包括 0°，45°，90°，135°。

[0159] 可选地，多个角度可以是3个角度，包括 0°，60°，120°。

[0160] 可选地，多个角度可以是小于180°的任意角度，本发明对此不做限定。

[0161] 可选地，可以对第一传感器1和第二传感器8采集的二维偏振阵列图像进行处理，在二维偏振阵列图像中，阵列行方向或列方向每一个视点包含0°，45°，90°，135°四个方向的偏振光强分量图。

[0162] 步骤1010，基于所述多个角度下的偏振光强分量图，计算得到偏振光斯托克斯分量；

[0163] 可选地，可以采用斯托克斯矢量 来描述光波全偏振信息，I为光照总强度，Q为水平方向上线偏振光，U为对角方向上线偏振光，因大气散射圆偏振光分量极少，V取零。

[0164] 可选地， 列矩阵表示一个四维矢量，称为斯托克斯矢量，具有光强度的量纲，用于表示包括偏振度在内的任意偏振光的状态。

[0165] 可选地，在二维平面上当偏振片与X轴成夹角θ时，入射光透过滤光片，此时传感器可测到该角度下光照强度 ，Stokes总光强表示为：

[0166]                        （1）

[0167] 可选地，取 0°，45°，90°，135°四个角度下拍摄得到4个光强分量图，将偏振光斯托克斯各分量（即Stokes参数I、Q、U）表示为：

[0168]                            （2）

[0169] 步骤1020，基于所述偏振光斯托克斯分量，计算得到目标场景的偏振信息。

[0170] 可选地，可以将目标场景的偏振信息包括偏振度（DOLP）和偏振角(AOP)表示为：

[0171]                                    （3）

[0172] 进一步，将第一、第二传感器采集的某一视点下的4个偏振光强分量图带入式（2）可计算出Stokes参数I、Q、U，再将计算的结果带入式（3）可计算出目标场景的偏振信息。

[0173] 可选地，所述基于目标场景下对相机阵列中各视点采集的二维偏振阵列图像，获得多个角度下的偏振光强分量图，包括：

[0174] 对各视点的四个方向的偏振光强图进行感兴趣区域提取，获得感兴趣区域的多个角度下的偏振光强图；

[0175] 基于各视点相对中心视点的单应性矩阵，将各视点的多个角度下的偏振光强图变换至中心视角下，获得所述多个角度下的偏振光强分量图；

[0176] 其中，所述单应性矩阵的阵元基于各视点与中心视点之间的视差确定。

[0177] 可选地，可以对第一传感器1和第二传感器8采集的二维偏振阵列图像进行处理，在二维偏振阵列图像中，阵列行方向或列方向每一个视点包含0°，45°，90°，135°四个方向的偏振光强分量图，选择0°方向的偏振图像，将其中所有视点图像利用单应矩阵M变换转换至中心视角表示为：

[0178]                                         （4）

[0179] 可选地，可以利用式（4）对采集的阵列行方向和列方向每一个视点位置采集的0°，45°，90°，135方向的偏振光强分量图分别转换至对应的中心视角下，转换过程分别表示为：

[0180] ， ， ，

[0181] 其中， 中i表示0, 45, 90, 135方向， 的表示方向i的偏振图像；对于0方向偏振图，中心视角为0方向的中心视角，则将0方向的所有视点图像转换到0方向的中心视角，其他方向以此类推。

[0182] 在一个实施例中，可以针对深度 处二维阵列采集的 幅黑白方格标定板图像，以中心视角视点图像 为参考，利用角点检测算法获取 幅标定板图像中每一幅图像的角点位置坐标，每幅图中共 个角点。计算所有视图中所有角点位置坐标与中心视图中所有角点位置坐标的视差值，去除异常值后并计算平均值作为该视图与中心视图的视差 ，共得到 组与中心视图的视差矩阵 ，其中 分别表示行方向和列方向。

[0183] 可选地，在 深度范围内，从 开始，以步长 移动标定板，共移动 次。在 个不同深度下，共得到 幅图像。同样地，在深度 处，计算出
幅图像中所有视图与中心视图的视差 。

[0184] 可选地，可以分别将深度 处所有视图与中心视图的视差分解，得到各视点相对于中心视点的行方向视差 和列
方向视差 。

[0185] 可选地，可以将每一个深度位置 处， 幅图像中对应视图与中心视图 的行方向视差 、列方向视差
视差关系在笛卡尔坐标系中绘制出来，利用最小二乘法拟合成深度‑视
差模型公式：

[0186]                          （5）

[0187]                         （6）

[0188] 其中，式（5）、式（6）中 表示深度， 表示水平方向视差， 竖直方向上视差，可以用下式表示视差：

[0189]                                      （7）

[0190] 可选地，可以计算任意深度下各视点与中心视点的视差，再利用各视点视差分别将目标所在深度处0°，45°，90°，135方向的偏振分量图变换至中心视角下：

[0191]                        （8）

[0192] 其中，矩阵的δ区域元素为0， 包含水平和竖直方向视差， 为阵列平面内待转换的图像。

[0193] 可选地，可以将对偏振阵列的行方向或列方向每一个视点的0°，45°，90°，135方向图像应用求和求平均：

[0194]                                       （9）

[0195] 其中，n=M×N，n表征M×N幅图。

[0196] 可选地，可以利用式（9）计算的0°，45°，90°，135方向的成像结果 ， ，， 带入式（2）可得到 ， ， 。

[0197] 进一步，将上一步计算的结果带入式（3）可得到偏振态信息，包括偏振度 和偏振角 信息。

[0198] 可选地，所述方法还包括：

[0199] 对所述多个角度下的偏振光强分量图进行亮度直方图均衡化处理，得到增强后的多个角度下的偏振光强分量图；

[0200] 将归一化后的偏振信息与所述增强后的多个角度下的偏振光强分量图进行融合调节处理，得到多个角度下的融合偏振态图像；

[0201] 对多个角度下的融合偏振态图像进行融合处理，得到增强后的融合偏振态图像。

[0202] 可选地，可以将得到的 ， ， ， 图像进行亮度直方图均衡化处理，得到增强后的 ， ， ， 图像。

[0203] 可选地，可以对偏振信息进行融合调节处理，先对偏振度 和偏振角归一化处理，再将它们分别与各方向强度图融合得到 ，则融合偏振态信息的过程可表示为：

[0204]        （10）

[0205] 其中， 用于表示归一化，是计算最小值，是计算最大值。

[0206] 其中， 是归一化的Dop， 是归一化的AOP， 是融合偏振度和偏振角信息，U为求均值函数。

[0207] 可选地，可以对融合偏振态图像的对比度进行增强，先计算比例融合系数 ，然后对各通道融合偏振态图像按比例进行融合，再分别进行对数归一化和归一化，可以得到增强后的融合偏振态信息 ：

[0208]          （11）

[0209] 其中，公式（11）中是利用10中的公式实现融合偏振态的对数归一化得到 ，然后再对结果进行归一化操作，得到 。可选地，采用公式（10）和公式（11）得到增强后的融合偏振态信息可以实现融合得到增强后的目标，获得目标在全局图像中的增强偏振效果。

[0210] 本发明所述的一种偏振阵列计算成像设备及应用该设备的计算偏振计算成像方法，设计了对空间，天空、空中等多场景偏振数据的采集，可实现复杂环境的目标探测，如天空偏振信息采集，空间目标及环境的偏振信息恢复与重构，遮挡目标重构。偏振阵列系统设备分别采用了对空间三轴联动，对空三轴联动，同时对空和空间六轴联动的采像方式，可实现对任意场景及空域的偏振信息采集。计算成像方法采用了对面阵分布的偏振多方向图像数据融合处理方式，利用空间中各视点图像多视图变换、视差变换相结合的方法，最后结合偏振信息处理实现了偏振阵列图像的计算成像。本发明为偏振目标探测技术提供了新思路，使目标探测，偏振信息重构，天空偏振信息重构的方法多元化，结构集成化和自动化。

[0211] 在一个实施例中，可以根据图3、图4所示的坐标系和二维偏振相机阵列视点，X、Y方向分别为阵列的行方向和列方向，Z方向为天空、空中目标场景所在方向，采集目标场景深度Z方向不同深度处的偏振图像，具体包括如下步骤：

[0212] （1）可以对采用一维平移滑动和一维回转采像方式采集的第一应用场景图像以自动命名的方式进行顺序排序。

[0213] （2）可以根据采集时输入的行方向的视点数、基线距离，列方向的视点数、基线距离，对采集的阵列视图进行行方向和列方向分步处理。

[0214] （3）可以对阵列中每一个视点一次成像获取的四个方向的偏振光强图进行感兴趣区域提取，得到兴趣区域的0°，45°，90°，135°四个角度的偏振光强图像。

[0215] （4）可以利用角点检测算法计算参考平面深度处棋盘格的角点位置坐标，计算阵列各行或各列每个视点相对中心视点的单应矩阵。采用LM算法迭代优化获取最优化单应矩阵。

[0216] （5）可以利用公式（4）分别将采集的偏振阵列中每一个视点的0°，45°，90°，135°四个方向的图像通过单应性矩阵变换至中心视角下。

[0217] （6）可以计算目标深度下各视点与中心视点的视差关系, 利用式（7）计算各视点与中心视点在行方向和列方向的视差，将计算结果分别保存在一个四个行方向视差矩阵和四个列方向视差矩阵中。

[0218] （7）可以将四个行方向矩阵和四个列方向矩阵分别代入式（8）进行各视点视差变换，将目标所在深度处0°，45°，90°，135方向的偏振分量图变换至中心视角下：

[0219] （8）可以将视差变换后的偏振阵列的行方向和列方向共 个视点的0°，45°，90°，135°的偏振光强图利用式（9）分别计算成像，得到 ，  ， ， 。

[0220] （9）可以将 ，  ， ， 代入式（2）得到 ， ， ，再代入式（3），得到该场景的偏振度和偏振角图。

[0221] （10）可以将得到的 ，  ， ， 图像进行亮度直方图均衡化处理，得到增强后的 ， ， ， 图像。

[0222] （11）可以利用公式（10）对偏振信息进行融合调节处理，先对偏振度 和偏振角 归一化处理，再将它们分别与各方向强度图融合 。

[0223] （12）可以利用公式（11）计算比例融合系数 ，然后对各通道融合偏振态图像按比例进行融合，再分别进行对数归一化和归一化后得到增强后的融合偏振态图像 。

[0224] （13）可以将计算成像的结果，主要包含增强后的 ， ， ， 图像，偏振度 和偏振角 图像，融合偏振态图 进行展示。

[0225] 在一个实施例中，可以根据图3、图4所示的坐标系和二维偏振相机阵列视点，X、Y方向分别为阵列行方向和列方向，Z方向为空间中目标场景所在方向，采集目标场景深度Z方向不同深度处的偏振图像，具体包括如下步骤：

[0226] （1）可以对采用二维平移联合采像方式采集的第二应用场景图像以自动命名的方式进行行方向和列方向顺序排序。

[0227] （2）可以根据采集时输入的行方向的视点数、基线距离，列方向的视点数、基线距离，对采集的阵列视图进行行方向和列方向分步处理。

[0228] （3）可以对阵列中每一个视点一次成像获取的四个方向的偏振光强图进行感兴趣区域提取，得到兴趣区域的0°，45°，90°，135°四个角度的偏振光强图像。

[0229] （4）可以利用角点检测算法计算参考平面深度处棋盘格的角点位置坐标，计算阵列各行或各列每个视点相对中心视点的单应矩阵。采用LM算法迭代优化获取最优化单应矩阵。

[0230] （5）可以利用公式（4）分别将采集的偏振阵列中每一个视点的0°，45°，90°，135°四个方向的图像通过单应性矩阵变换至中心视角下。

[0231] （6）可以计算目标深度下各视点与中心视点的视差关系, 利用式（7）计算各视点与中心视点在行方向和列方向的视差，将计算结果分别保存在一个四个行方向视差矩阵和四个列方向视差矩阵中。

[0232] （7）可以将四个行方向矩阵和四个列方向矩阵分别代入式（8）进行各视点视差变换，将目标所在深度处0°，45°，90°，135方向的偏振分量图变换至中心视角下：

[0233] （8）可以将视差变换后的偏振阵列的行方向和列方向共 个视的0°，45°，90°，135°的偏振光强图利用式（9）分别计算成像，得到 ，  ， ， 。

[0234] （9）可以将 ，  ， ， 代入式（2）得到 ， ， ，再代入式（3），得到该场景的偏振度和偏振角图。

[0235] （10）可以将得到的 ，  ， ， 图像进行亮度直方图均衡化处理，得到增强后的 ， ， ， 图像。

[0236] （11）可以将计算成像的结果，主要包含增强后的 ， ， ， 图像，偏振度和偏振角图像进行展示。

[0237] 在一个实施例中，可以根据图3、图4所示的坐标系和二维偏振相机阵列视点，X、Y方向分别为阵列行方向和列方向，Z方向为天空、空中目标场景所在方向。根据图5、图6所示的坐标系和二维偏振相机阵列视点，X、Y方向分别为阵列行方向和列方向，Z方向为空间中目标场景所在方向。具体包括如下步骤：

[0238] （1）可以根据六轴同时采集第一、第二应用场景，分别输入的行方向的视点数、基线距离，列方向的视点数、基线距离，对采集的偏振阵列视点进行行方向和列方向分步处理。

[0239] （2）可以对六轴同时运动控制采像方式采集的第一、第二应用场景图像以自动命名的方式进行行方向和列方向顺序排序。

[0240] （3）可以对阵列中每一个视点一次成像获取的四个方向的偏振光强图进行感兴趣区域提取，得到兴趣区域的0°，45°，90°，135°四个角度的偏振光强图像。

[0241] （4）可以利用角点检测算法计算参考平面深度处棋盘格的角点位置坐标，计算阵列各行或各列每个视点相对中心视点的单应矩阵。采用LM算法迭代优化获取最优化单应矩阵。

[0242] （5）可以利用公式（4）分别将采集的偏振阵列中每一个视点的0°，45°，90°，135°四个方向的图像通过单应性矩阵变换至中心视角下。

[0243] （6）可以计算目标深度下各视点与中心视点的视差关系, 利用式（7）计算各视点与中心视点在行方向和列方向的视差，将计算结果分别保存在一个四个行方向视差矩阵和四个列方向视差矩阵中。

[0244] （7）可以将四个行方向矩阵和四个列方向矩阵分别代入式（8）进行各视点视差变换，将目标所在深度处0°，45°，90°，135方向的偏振分量图变换至中心视角下：

[0245] （8）可以将视差变换后的偏振阵列的行方向和列方向共 个视的0°，45°，90°，135°的偏振光强图利用式（9）分别计算成像，得到 ，  ， ， 。

[0246] （9）可以将 ，  ， ， 代入式（2）得到 ， ， ，再代入式（3），得到该场景的偏振度和偏振角图。

[0247] （10）可以将得到的 ，  ， ， 图像进行亮度直方图均衡化处理，得到增强后的 ， ， ， 图像。

[0248] （11）可以利用公式（10）对偏振信息进行融合调节处理，先对偏振度 和偏振角 归一化处理，再将它们分别与各方向强度图融合 。

[0249] （12）可以利用公式（11）计算比例融合系数 ，然后对各通道融合偏振态图像按比例进行融合，再分别进行对数归一化和归一化后得到增强后的融合偏振态图像 。

[0250] （13）可以将计算成像的结果，主要包含增强后的 ， ， ， 图像，偏振度 和偏振角 图像，融合偏振态图 进行展示。

[0251] 图12是本发明提供的相机阵列计算成像方法的计算成像结果之一，图13是本发明提供的相机阵列计算成像方法的计算成像结果之二；如图12和图13所示，图12和图13分别表示在6米（对应图12中的6m）深度和11米（对应图13中的11m）深度下的计算成像结果，如图12和图13中（a）角标对应的图像为单个视角下4个偏振方向的原图、图12和图13中（b）角标对应的图像为初融合图 ， ， ， 、图12和图13中（c）角标对应的图像
为初融合增强图 ， ， ， 、图12和图13中（d）角标对应的图像为偏振
度增强图、图12和图13中（e）角标对应的图像为偏振度彩色图、图12和图13中（f）角标对应的图像为偏振角彩色图、图12和图13中（g）角标对应的图像为融合偏振态图、图12和图13中（h）角标对应的图像为融合偏振态彩色图；

[0252] 在图12和图13包含的图像中，图像左侧或上方或周围的内容用于表示该图像的组合遮挡场景，比如复杂环境之一，复杂环境是偏振阵列计算成像的重要用途之一，除此之外复杂环境还有低光照、雾场景、相似背景伪装环境；图像下方为图像的标题。

[0253] 如上所述，结合附图所给的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实例所做的任何简易修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

[0254] 图11是本发明提供的电子设备的结构示意图，如图11所示，该电子设备可以包括：处理器(processor) 1110、通信接口(Communications Interface) 1120、存储器(memory) 
1130和通信总线1140，其中，处理器1110，通信接口1120，存储器1130通过通信总线1140完成相互间的通信。处理器1110可以调用存储器1130中的逻辑指令，以执行相机阵列计算成像方法，该方法包括：基于目标场景下对相机阵列中各视点采集的二维偏振阵列图像，获得多个角度下的偏振光强分量图；

[0255] 基于所述多个角度下的偏振光强分量图，计算得到偏振光斯托克斯分量；

[0256] 基于所述偏振光斯托克斯分量，计算得到目标场景的偏振信息。

[0257] 此外，上述的存储器1130中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read‑Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0258] 另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的相机阵列计算成像方法，该方法包括：基于目标场景下对相机阵列中各视点采集的二维偏振阵列图像，获得多个角度下的偏振光强分量图；

[0259] 基于所述多个角度下的偏振光强分量图，计算得到偏振光斯托克斯分量；

[0260] 基于所述偏振光斯托克斯分量，计算得到目标场景的偏振信息。

[0261] 又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的相机阵列计算成像方法，该方法包括：基于目标场景下对相机阵列中各视点采集的二维偏振阵列图像，获得多个角度下的偏振光强分量图；

[0262] 基于所述多个角度下的偏振光强分量图，计算得到偏振光斯托克斯分量；

[0263] 基于所述偏振光斯托克斯分量，计算得到目标场景的偏振信息。

[0264] 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

[0265] 通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

[0266] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。