CN111031213A - 望远成像的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种望远成像装置及成像方法，所述装置包括望远成像光学组件、子视场电扫描模块和图像拼接融合模块。子视场电扫描模块用于将要成像的完整视场分为与望远成像光学组件的视场范围相一致的多个子视场并逐一进行扫描；子视场电扫描模块包括层叠的多级电扫描单元器件，用于基于光束的多级定向偏转来实现对多个子视场的顺序扫描；望远成像光学组件，用于对各子视场感测生成子视场图像；图像拼接融合模块，用于采集望远成像光学组件对各角度视场生成的图片，并拼接融合为一张合成图片。本发明在形成一个大角度视场的望远图像的基础上，保障了合成图像的高分辨率，以克服现有技术中望远成像系统无法兼顾大角度视场和高分辨率的问题。

Description

望远成像的装置及方法

技术领域

本发明涉及望远成像技术领域，尤其涉及一种望远成像装置及方法。

背景技术

现有技术中的望远成像系统主要是通过传统的变焦镜头实现成像视场的扩展，变焦镜头昂贵而笨重，而且成像的分辨率又受CCD图像传感器阵元像素数目的限制而难以进行扩展。对于同样大小分辨率的图像传感器，成像视场的角度越大会导致出片分辨率不足，而在保障图像分辨率的基础上，又无法满足对更大的成像视场的需求。因此，成像视场范围扩展和图像分辨率的提高在现有望远成像系统中难以同时实现。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种望远成像装置及方法，以克服现有技术中，望远成像系统成像视场范围扩展和图像分辨率的提高难以同时实现的问题。

本发明解决问题的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种望远成像装置，包括望远成像光学组件、子视场电扫描模块和图像拼接融合模块；

所述子视场电扫描模块设置在所述望远成像光学组件的前端，并与所述望远成像光学组件中心共轴，用于将要成像的完整视场分为与望远成像光学组件的视场范围相一致的多个子视场并逐一进行扫描；所述子视场电扫描模块包括层叠的多级电扫描单元器件，用于基于光束的多级定向偏转来实现对多个子视场的顺序扫描；

所述望远成像光学组件用于在所述子视场电扫描模块当前扫描的子视场内进行图像感测，得到子视场图像；

所述图像拼接融合模块用于基于所述子视场电扫描模块的扫描顺序采集所述望远成像光学组件得到的子视场图像，并拼接融合为视场合成图像。

在一些实施例中，所述电扫描单元器件包括电控液晶半波片和液晶偏振光栅器件，所述电控液晶半波片叠置在所述液晶偏振光栅器件前端。

在一些实施例中，所述电扫描单元器件包括角复用全息光栅、液晶光栅或超表面微纳结构光栅。

在一些实施例中，所述望远成像光学组件包括：

望远成像镜头，用于对所述子视场电扫描模块当前扫描的子视场内的光线聚焦到图像传感器上；

图像传感器，用于感光并生成图像；

固定机构，用于连接固定所述望远成像镜头以及所述图像传感器，其中所述望远成像镜头、所述图像传感器以及所述固定机构中心共轴。

在一些实施例中，所述图像拼接融合模块包括：

电扫描同步控制模块，用于同步控制所述子视场电扫描模块对子视场的扫描和所述望远成像光学组件对图像的感测；

图像采集模块，用于基于所述电扫描同步控制模块的同步控制采集子视场电扫描模块扫描的各子视场对应的子视场图像；

图像拼接融合模块，用于将所述图像采集模块采集的各子视场图像拼接为视场合成图像。

在一些实施例中，所述电扫描同步控制模块通过第一控制线连接所述子视场电扫描模块，所述电扫描同步控制模块通过第二控制线和第一数据线连接所述望远成像光学组件，用于同步控制切换子视场并生成子视场图像。

在一些实施例中，所述图像拼接融合模块，还用于：对所述望远成像光学组件生成的各子视场图像进行预处理，所述预处理包括去噪、边缘提取和/或直方图处理；对预处理后的各子视场图像进行特征提取，并变换到同一坐标系下，确定重叠区域并拼接为视场合成图像。

在一些实施例中，所述装置还包括图像显示输出模块，用于输出和显示所述图像拼接融合模块生成的视场合成图像；所述图像显示输出模块包括：

图像数据输出接口，用于输出所述图像拼接融合模块生成的视场合成图像；

图像显示器，用于通过所述图像数据输出接口接收视场合成图像，并显示所述图像拼

接融合模块生成的视场合成图像。

在一些实施例中，所述图像传感器为CCD或CMOS图像传感器。

另一方面，本发明还提供一种望远成像方法，所述方法包括以下步骤：

利用置于望远成像光学组件的前端并与望远成像光学组件中心共轴的子视场电扫描模块将要成像的完整视场分为与望远成像光学组件的视场范围相一致的多个子视场并逐一进行扫描；所述子视场电扫描模块包括层叠的多级电扫描单元器件，用于基于光束的多级定向偏转来实现对多个子视场的顺序扫描；

利用所述望远成像光学组件在所述子视场电扫描模块当前扫描的子视场内进行图像感测，得到子视场图像；

基于所述子视场电扫描模块的扫描顺序采集所述望远成像光学组件得到的子视场图像，并拼接融合为视场合成图像。

本发明所述望远成像的装置及方法，通过设置包含多级电扫描单元器件的子视场电扫描模块，对多个子视场进行扫描，将光束偏转导入望远成像光学组件成像生成图像。将各子视场对应的图像通过算法软件进行拼接和融合，在形成一个大角度视场的望远图像的基础上，保障了合成图像的高分辨率，以克服现有技术中望远成像系统无法兼顾大角度视场和高分辨率的问题。

本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本发明实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：

图1为本发明一实施例所述望远成像装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施例所述望远成像装置中子视场电扫描模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

需要预先说明的是，由于本发明申请中涉及到光线的传播，因此，本发明中所述的“前端”和“后端”是指沿光线传播方向上的前端和后端，即光线先到达或射入的一侧为前端，后到达或射出的一侧为后端。

传统的望远成像系统是通过镜头组件将视场范围内的事物成像在图像传感器上，通过图像传感器感光出片。图像传感器一般采用CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)或CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器。在望远成像过程中，由于图像传感器的像素数量有限，对于较小范围视场内事物的成像能够保证较高的分辨率；但是当切换更大视场范围的镜头，并利用同一像素级别的图像传感对事物进行感光成像时，在相同的视场范围内则不能保留更多的图像细节，导致同比例范围内图像分辨率下降。因此，在对大范围视场进行望远成像时，不仅要更换广角的镜头，相应的还需要配置像素级别更高的图像传感器。由于望远成像系统中镜头成本高昂，配置更换像素级别更高的图像传感器更难以实施，大范围视场成像和高分辨率难以同时实现。

本发明申请，通过配置能够对多各角度视场光束进行偏转的子视场电扫描模块，对多个小范围视场逐一成像生成图像后，将各图像进行拼接融合，在保障同比例范围内图像分辨率的基础上，实现大范围视场的成像出片。

图1为本发明所述望远成像的装置的结构示意图，如图1所示，本发明提供一种电扫描视场合成望远成像装置，包括：望远成像光学组件100、子视场电扫描模块200和图像拼接模块300。

子视场电扫描模块200设置在望远成像光学组件100的前端，并与望远成像光学组件100中心共轴，用于将要成像的完整视场分为与望远成像光学组件的视场范围相一致的多个子视场并逐一进行扫描；子视场电扫描模块200包括层叠的多级电扫描单元器件210，用于基于光束的多级定向偏转来实现对多个子视场的扫描。

望远成像光学组件100用于在子视场电扫描模块200当前扫描的子视场内进行图像感测，得到子视场图像。

图像拼接模块300用于基于子视场电扫描模块200的扫描顺序采集望远成像光学组件100得到的子视场图像，并拼接融合为视场合成图像。

在本发明实施例中，为了在保障图像分辨率的基础上，实现大角度视场的望远成像，利用子视场电扫描模块200对于光线的可控偏转效果，将不同角度视场的场景逐一扫描导入望远成像光学组件100，分别生成图像并进行拼接融合，实现望远成像视场范围的提升。

示例性地，视场范围为5°的望远成像光学组件100能够对其中心轴周边5°的范围内的事物进行成像，在增加一个4级子视场电扫描模块200后(包括4个层叠的电扫描单元器件210)，视场扫描的数目为2⁴＝16个，即理想情况下成像视场由5°增大到16×5°＝80°。在通过图像拼接融合算法对各角度视场的图像进行拼接过程中，假设各角度的视场间的重叠区为1°，实际成像视场范围即为80°-1°×(16-1)＝65°，相比原来的5°视场范围增加了60°，极大提升了成像视场的范围，同时保持同比例下图像分辨率不变。

进一步的，子视场电扫描模块200工作过程中，电扫描视场的角度切换数目M与子视场电扫描模块200中所含电扫描单元器件210的级数N具有定量关系，表达为：M＝2^N。例如，子视场电扫描模块200共包含4级电扫描单元器件210，则子视场电扫描模块200可实现视场电扫描的角度切换数目为：M＝2^N＝2⁴＝16。又比如，子视场电扫描模块200共包含5级电扫描单元器件，则子视场电扫描模块200可实现视场电扫描的角度切换数目为：M＝2^N＝2⁵＝32。对于各子视场的扫描，可以是沿一个方向顺序扫描，也可以随机扫描以在观测条件不稳定的条件下平衡各子视场的出片条件，由于各处子视场是随机扫描的，在一个角度附近多个子视场图像的光学性质基本保持一致，可以使视场合成图像各处的效果保持统一。

具体的，如图2所示，在一些实施例中，电扫描单元器件210包括电控液晶半波片211和液晶偏振光栅器件212，电控液晶半波片211叠置在液晶偏振光栅器件212前端。

在一些实施例中，电控液晶半波片211可以由两片镀有透明导电层的玻璃夹一层液晶材料构成，液晶呈同一方向排列，通过在镀有透明导电层的玻璃上添加电场，控制液晶的状态变换，以控制电扫描单元器件210是否对光束发生偏转。

由于电扫描单元器件210分别通过层叠的方式组合而成，在对各级电扫描单元器件210分别添加电场的过程中，可以通过不同的控制组合，实现多级偏转，控制对光束的不同偏转角度。在特定的偏转角度下，将对应角度视场内光线导入至望远成像光学组件100用于成像并生成图像。

在一些实施例中，电扫描单元器件210可以采用角复用全息光栅、液晶光栅或超表面微纳结构光栅，也可以采用其他类型的电扫描器件用于构件子视场电扫描模块200。

在一些实施例中，望远成像光学组件100包括：

望远成像镜头101，用于将视场内的光线在图像传感器上成像。望远成像镜头101并不仅限于单一镜片构成的光学组件，应当理解包其含各种结构点的光学成像构件。

图像传感器102，用于感光并生成图像，图像传感器102可以为CCD或CMOS图像传感器。

固定机构103，用于连接固定望远成像镜头101以及图像传感器102，其中望远成像镜头101、图像传感器102以及固定机构103中心共轴。固定构件103的形状结构可以根据具体应用场景和需要进行变换。

在一些实施例中，图像拼接模块300包括：

电扫描同步控制模块303，用于同步控制子视场电扫描模块200对子视场的扫描和望远成像光学组件100对图像的感测。

图像采集模块301，用于基于电扫描同步控制模块303的同步控制采集子视场电扫描模块200扫描的各子视场对应的子视场图像；

图像拼接融合模块302，用于将图像采集模块301采集的各子视场图像拼接为视场合成图像。

在本实施例中，电扫描同步控制模块303控制子视场电扫描模块200切换多个角度的视场同时控制望远成像光学组件100进行成像并感光生成图像。具体的，电扫描同步控制模块303通过对子视场电扫描模块200中各级电扫描单元器件210添加不同组合的电场，以使各级电扫描单元器件210根据电场作用发生液晶状态变化，对光束产生偏转作用。结合不同组合的电场，各级电扫描单元器件210实现多级偏转组合，实现控制子视场电扫描模块200对不同视场角度的切换。同时，子视场电扫描模块200在不同角度的视场下，电扫描同步控制模块303还向望远成像光学组件100发送出片指令，用于控制望远成像光学组件100对当前角度的视场生成图像。实现不同子视场切换和出片的同步。

进一步地，在一些实施例中，电扫描同步控制模块303通过第一控制线601连接子视场电扫描模块200，电扫描同步控制模块303通过第二控制线602和第一数据线603连接望远成像光学组件100，分别配置信号传输线路，以保证同步控制切换子视场并生成图像。

图像拼接融合模块302基于计算机视觉技术，通过图像拼接融合算法对各角度视场对应的图像进行拼接。

在一些实施例中，图像拼接融合模块302还用于对所述望远成像光学组件生成的各子视场对应的图像进行预处理。所述预处理包括去噪、边缘提取和/或直方图处理等，用于提高图像质量；对预处理后的各子视场图像可以进行特征提取，并变换到同一坐标系下，确定重叠区域并拼接为一张视场合成图像。

图像拼接融合模块302是将取自同一场景的、相互具有一定重叠区域的一系列扫描视场图像拼接成一幅视野更大并且包含信息更为丰富精确的、没有缝合线的图像。图像拼接融合模块302的处理方式可以包括以下三个步骤：第一步是将图像传感器102生成的各子视场对应的图像进行预处理，第二步是进行各图像的配准，第三步是将配准的图像进行无缝融合。

图像预处理步骤包括对数字图像进行如去噪、边缘提取和直方图处理等基本操作，提高图像质量；此外，还可对图像进行如傅立叶变换和/或小波变换等操作，以进行图像增强，从而提高后续图像配准的精度。由于傅里叶变换和/或小波变换为现有图像处理技术，在此不再赘述。为了便于后续的五项配准和图像的无缝融合，图像预处理步骤中还建立图像的匹配模板。建立匹配模板是指：确定相邻两幅子视场图像的重叠区域，从其中一幅子视场图像的重叠区域中提取用于拼接定位的特征作为匹配模板。

图像配准步骤是图像拼接融合模块的重要部分，用于对参考图像和待拼接图像的匹配特征进行提取，依据相似性特征来决定图像间的变换参数(如图像缩放、旋转及仿射变换等等参数)。图像配准步骤可包括将相邻两幅子视场图像中的在先生成的或已部分拼接的一幅作为参考图像，另一幅作为待拼接图像，获取参考图像中与待拼接图像对应的重叠区域的匹配模板，并在待拼接图像中搜索与该匹配模板特征相同的部分，通过缩放、旋转或仿射变换等参数变换，使不同视角、不同时间获取的同一场景的两幅或多幅图像，变换到同一坐标系下，在像素层上得到最佳匹配，从而将参考图像以及待拼接图像中相同部分重合以完成参考图像和待拼接图像之间的拼接。

图像无缝融合步骤是用于消除由于几何较正、动态的场景变换或光照变化引起的相邻子视场图像间的强度或颜色不连续问题。本发明实施例中是通过多段融合法将两幅子视场图像合并为一幅无缝图像，即在拼接之后不出现明显的拼接接缝，在亮度上没有明显的差别。其中，多段融合法是指，先采用拉普拉斯多分辨率金字塔结构，将输入图像分解为一系列不同频段上的一些图像，再分别在每个频段上对重叠边界处进行加权平均，把在每个频率上的拼接图像组合得到最终拼接图像。

本发明实施例中，可进一步通过去噪消除数字图像在数字化和传输过程中常受到成像设备与外部环境噪声干扰，示例性的，可以采用均值滤波器、自适应维纳滤波器或中值滤波器等。

通过计算机视觉识别，对各角度视场对应的图像进行边缘提取，利用边缘增强算子，突出图像中的局部边缘，然后定义象素的“边缘强度”，通过设置阈值的方法提取边缘点集，用于在后续处理过程中对图像进行拼接。

在对各角度视场生成图像的过程中，可能由于光线原因或角度问题导致图像的灰度分布不均匀，其灰度分布集中在较窄的范围内，使图像的细节不够清晰，对比度较低，可以通过直方图处理的方式使图像的灰度范围拉开或使灰度均匀分布，从而增大反差，使图像细节清晰，以达到增强的目的。具体的，可以采用直方图均衡化或直方图规定化的方式进行处理。

在本实施例中，通过特征提取的方式进行图像拼接，以达到比较高的健壮性和鲁棒性。基于特征的配准方法有两个过程：特征抽取和特征配准。首先从两幅图像中提取灰度变化明显的点、线、区域等特征形成特征集。然后在两幅图像对应的特征集中利用特征匹配算法尽可能地将存在对应关系的特征对选择出来。一系列的图像分割技术都被用到特征的抽取和边界检测上，如canny算子、拉普拉斯高斯算子、区域生长。抽取出来的空间特征有闭合的边界、开边界、交叉线以及其他特征。特征匹配的算法可以采用：交叉相关、距离变换、动态编程、结构匹配、链码相关等算法等。

图像无缝融合可以通过曝光补偿算法以及Multi-Band融合算法等实现。

在一些实施例中，还包括图像显示输出模块400，用于输出和显示图像拼接模块300生成的视场合成图像；图像显示输出模块400包括：

图像数据输出接口401，用于输出图像拼接融合模块300生成的视场合成图像。

图像显示器402，用于通过图像数据输出接口401接收视场合成图像，并显示图像拼接融合模块300生成的视场合成图像；

在一些实施例中，图像显示输出模块400通过第二数据线604连接图像拼接模块300。

另一方面，本申请还提供一种望远成像方法，包括以下步骤：

步骤S101：利用置于望远成像光学组件100的前端并与望远成像光学组件100中心共轴的子视场电扫描模块200对要成像的完整视场分为与望远成像光学组件100的视场范围相一致的多个子视场并逐一进行扫描；子视场电扫描模块200包括层叠的多级电扫描单元器件210，用于基于光束的多级定向偏转来实现对多个子视场的顺序扫描。

步骤S102：利用望远成像光学组件100在子视场电扫描模块200当前扫描的子视场内进行图像感测，得到子视场图像。

步骤S103：基于子视场电扫描模块200的扫描顺序采集望远成像光学组件100得到的子视场图像，并拼接融合为视场合成图像。

子视场电扫描模块200中的多级电扫描单元器件210基于电控信号添加的电场，改变液晶状态实现对光线的偏转，通过对多级电扫描单元器件210添加不同组合的电控信号，实现子视场电扫描模块200对于一个完整视场内多个角度的光束进行定向偏转，导入望远成像光学组件100用于成像；在实际运行过程中，表现为对完整视场的分割。

其中，对于图像拼接融合的过程可以参照前文所述内容。

综上所述，本发明所述望远成像装置及方法，通过在传统望远成像系统前端增加子视场电扫描模块，实现对于定向光束的偏转，进一步实现对于不同角度子视场的扫描。在同一场景下，对不同子视场分别生成图像并通过计算机视觉的处理方式进行拼接融合，生成一张具有大范围视场角度的合成图像。同时，由于每一个角度的视场都是通过同一个图像传感器感光生成图像后拼接，保证在合成图像在相同比例上拥有较高的像素。相比于传统技术中通过改变镜头简单扩展视场而无法提高图像传感器像素级别时产生的图像，本发明申请所述电扫描视场合成望远成像装置兼顾了大范围视场和高分辨率两方面，具有显著的进步效果。

本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种望远成像装置，其特征在于，包括望远成像光学组件、子视场电扫描模块和图像拼接融合模块；

所述子视场电扫描模块设置在所述望远成像光学组件的前端，并与所述望远成像光学组件中心共轴，用于将要成像的完整视场分为与望远成像光学组件的视场范围相一致的多个子视场并逐一进行扫描；所述子视场电扫描模块包括层叠的多级电扫描单元器件，用于基于光束的多级定向偏转来实现对多个子视场的扫描；

所述望远成像光学组件用于在所述子视场电扫描模块当前扫描的子视场内进行图像感测，得到子视场图像；

所述图像拼接融合模块用于基于所述子视场电扫描模块的扫描顺序采集所述望远成像光学组件得到的子视场图像，并拼接融合为视场合成图像。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电扫描单元器件包括电控液晶半波片和液晶偏振光栅器件，所述电控液晶半波片叠置在所述液晶偏振光栅器件前端。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电扫描单元器件包括角复用全息光栅、液晶光栅或超表面微纳结构光栅。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述望远成像光学组件包括：

望远成像镜头，用于对所述子视场电扫描模块当前扫描的子视场内的光线聚焦到图像传感器上；

图像传感器，用于感光并生成图像；

固定机构，用于连接固定所述望远成像镜头以及所述图像传感器，其中所述望远成像镜头、所述图像传感器以及所述固定机构中心共轴。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像拼接融合模块包括：

电扫描同步控制模块，用于同步控制所述子视场电扫描模块对子视场的扫描和所述望远成像光学组件对图像的感测；

图像采集模块，用于基于所述电扫描同步控制模块的同步控制采集子视场电扫描模块扫描的各子视场对应的子视场图像；

图像拼接融合模块，用于将所述图像采集模块采集的各子视场图像拼接为视场合成图像。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电扫描同步控制模块通过第一控制线连接所述子视场电扫描模块，所述电扫描同步控制模块通过第二控制线和第一数据线连接所述望远成像光学组件，用于同步控制切换子视场并生成子视场图像。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述图像拼接融合模块还用于：对所述望远成像光学组件生成的各子视场图像进行预处理，所述预处理包括去噪、边缘提取和/或直方图处理；对预处理后的各子视场图像进行特征提取，并变换到同一坐标系下，确定重叠区域并拼接为视场合成图像。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括图像显示输出模块，用于输出和显示所述图像拼接融合模块生成的视场合成图像；所述图像显示输出模块包括：

图像数据输出接口，用于输出所述图像拼接融合模块生成的视场合成图像；

图像显示器，用于通过所述图像数据输出接口接收视场合成图像，并显示所述图像拼接融合模块生成的视场合成图像。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像传感器为CCD或CMOS图像传感器。

10.一种望远成像方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

利用置于望远成像光学组件的前端并与望远成像光学组件中心共轴的子视场电扫描模块将要成像的完整视场分为与望远成像光学组件的视场范围相一致的多个子视场并逐一进行扫描；所述子视场电扫描模块包括层叠的多级电扫描单元器件，用于基于光束的多级定向偏转来实现对多个子视场的扫描；

利用所述望远成像光学组件在所述子视场电扫描模块当前扫描的子视场内进行图像感测，得到子视场图像；

基于所述子视场电扫描模块的扫描顺序采集所述望远成像光学组件得到的子视场图像，并拼接融合为视场合成图像。

Images