CN116074480A - 一种基于双摄像机的图像采集方法、装置以及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于双摄像机的图像采集方法、装置以及存储介质，包括：设置用于采集目标区域的图像的第一摄像机和第二摄像机，其中第一摄像机为常用摄像机，第二摄像机为备用摄像机；利用第一摄像机采集与目标区域对应的第一图像，并将第一图像发送至地面系统；在第一摄像机出现故障的情况下，从第一摄像机切换至第二摄像机；以及利用第二摄像机采集与目标区域对应的第二图像，并将第二图像发送至地面系统。从而，达到了即使在常用摄像机发生故障的情况下，也能够采集目标区域的图像，并将采集到的与目标区域对应的图像发送至地面系统，进而能够保证地面系统正常工作的技术效果。

Description

一种基于双摄像机的图像采集方法、装置以及存储介质

技术领域

本申请涉及卫星图像采集领域，特别是涉及一种基于双摄像机的图像采集方法、装置以及存储介质。

背景技术

目前，遥控技术以及遥测技术在卫星技术领域中已经较为成熟。地面系统可以通过遥控信道，以分包遥控的方式，将指令或数据信息传输至卫星系统；卫星系统可以通过遥测信道，以分包遥测的方式，将与多个应用和/或多个设备相关的数据信息传输至地面系统。

进一步地，卫星系统中不仅能够进行定位、导航，还能够进行遥感。具体地，以人造地球卫星为平台的遥感称为卫星遥感。卫星遥感的任务包括对地观测、空间环境观测和天文观测等。卫星轨道高、飞行速度快，不受国界和地理条件的限制，可以充分发挥“站得高、望得远”的优势，观测幅宽可达数千米，能够在短时间内获得大面积的数据，探测到地面遥感和航空遥感所不能涉及的区域，具有极大的应用价值。

但是现有的应用于卫星系统上的遥感技术，通常是基于一个摄像机针对目标区域进行图像采集。而在该摄像机发生故障的情况下，卫星系统则不能采集目标区域的图像，并且不能够将采集到的与目标区域对应的图像发送至地面系统，进而影响地面系统的正常工作。

公开号为CN115661253A，名称为一种无人机多视角定位方法、装置及存储介质。该方法包括接收多视角图像采集设备拍摄到的多张第一图像；多张第一图像中包括无人机周围环境不同视角下第一时刻的图像信息；分别提取每张第一图像的全范围特征获得多组特征点数据。

公开号为CN115562348A，名称为基于变电站的无人机图像技术方法，包括如下研究步骤：S1、综合了解变电站内无人机定位适用技术、适用模型、航线规划、抗干扰措施，S2、研究无人机飞行控制及云台调整算法，实现变电站巡检图像有效采集。

针对上述的现有技术中存在的由于现有的卫星系统上通常仅安装一个摄像机，因此在摄像机发生故障的情况下，卫星系统不能采集目标区域的图像，以至于不能够将与目标区域对应的图像发送至地面系统，进而影响地面系统的正常工作的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本公开的实施例提供了一种基于双摄像机的图像采集方法、装置以及存储介质，以至少解决现有技术中存在的由于现有的卫星系统上通常仅安装一个摄像机，因此在摄像机发生故障的情况下，卫星系统不能采集目标区域的图像，以至于不能够将与目标区域对应的图像发送至地面系统，进而影响地面系统的正常工作的技术问题。

根据本公开实施例的一个方面，提供了一种基于双摄像机的图像采集方法，包括：设置用于采集目标区域的图像的第一摄像机和第二摄像机，其中第一摄像机为常用摄像机，第二摄像机为备用摄像机；利用第一摄像机采集与目标区域对应的第一图像，并将第一图像发送至地面系统；在第一摄像机出现故障的情况下，从第一摄像机切换至第二摄像机；以及利用第二摄像机采集与目标区域对应的第二图像，并将第二图像发送至地面系统。

根据本公开实施例的另一个方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时由处理器执行以上任意一项所述的方法。

根据本公开实施例的另一个方面，还提供了一种基于双摄像机的图像采集装置，包括：摄像机设置模块，用于设置用于采集目标区域的图像的第一摄像机和第二摄像机，其中第一摄像机为常用摄像机，第二摄像机为备用摄像机；第一图像发送模块，用于利用第一摄像机采集与目标区域对应的第一图像，并将第一图像发送至地面系统；摄像机切换模块，用于在第一摄像机出现故障的情况下，从第一摄像机切换至第二摄像机；以及第二图像发送模块，用于利用第二摄像机采集与目标区域对应的第二图像，并将第二图像发送至地面系统。

根据本公开实施例的另一个方面，还提供了一种基于双摄像机的图像采集装置，包括：处理器；以及存储器，与处理器连接，用于为处理器提供处理以下处理步骤的指令：设置用于采集目标区域的图像的第一摄像机和第二摄像机，其中第一摄像机为常用摄像机，第二摄像机为备用摄像机；利用第一摄像机采集与目标区域对应的第一图像，并将第一图像发送至地面系统；在第一摄像机出现故障的情况下，从第一摄像机切换至第二摄像机；以及利用第二摄像机采集与目标区域对应的第二图像，并将第二图像发送至地面系统。

首先，卫星系统上设置有用于采集目标区域的图像的第一摄像机和第二摄像机。通常情况下，处理器利用第一摄像机采集与目标区域对应的第一图像，并将第一图像发送至地面系统。而在第一摄像机出现故障的情况下，处理器将第一摄像机切换至第二摄像机。最后，处理器利用第二摄像机采集与目标区域对应的第二图像，并将第二图像发送至地面系统。

由于本公开的技术方案，在卫星系统上设置有两个摄像机。其中，一个为常用摄像机，另一个为备用摄像机。即，常用摄像机未出现故障时，均使用常用摄像机来采集目标区域的图像。而由于公开的技术方案中，不仅设置有常用摄像机，还设置有备用摄像机，因此当常用摄像机出现故障时，处理器可以从常用摄像机切换到备用摄像机，并使用备用摄像机采集目标区域的图像。从而，本公开的技术方案通过设置备用摄像机，并在常用摄像机出现故障时，使用备用摄像机采集目标区域的图像的操作达到了即使在常用摄像机发生故障的情况下，也能够采集目标区域的图像，并将采集到的与目标区域对应的图像发送至地面系统，进而能够保证地面系统正常工作的技术效果。进而解决了现有技术中存在的由于现有的卫星系统上通常仅安装一个摄像机，因此在摄像机发生故障的情况下，卫星系统不能采集目标区域的图像，以至于不能够将与目标区域对应的图像发送至地面系统，进而影响地面系统的正常工作的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例1的第一个方面所述的卫星遥控遥测系统的示意图；

图2A是根据本申请实施例1的第一个方面所述的卫星系统的硬件架构示意图；

图2B是根据本申请实施例1的第一个方面所述的地面系统的硬件架构示意图；

图3是根据本申请实施例1的第一个方面所述的卫星系统中的软件应用的模块示意图；

图4是根据本申请实施例1的第一个方面所述的卫星系统中的处理器分别与常用摄像机和备用摄像机的连接结构示意图；

图5是根据本申请实施例1的第一个方面所述的基于双摄像头的图像采集方法流程示意图；

图6是根据本申请实施例1的第一个方面所述的显示有灰度值的参考图像的示意图；

图7A是根据本申请实施例1的第一个方面所述的像素块A₁的灰度值的示意图；

图7B是根据本申请实施例1的第一个方面所述的像素块A₂的灰度值的示意图；

图7C是根据本申请实施例1的第一个方面所述的像素块A₃的灰度值的示意图；

图8是根据本申请实施例2的第一个方面所述的基于双摄像头的图像采集的装置示意图；以及

图9是根据本申请实施例3的第一个方面所述的基于双摄像头的图像采集的装置示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本公开的技术方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开保护的范围。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本实施例，提供了一种基于双摄像机的图像采集方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1示出了根据本实施例所述的卫星遥控遥测系统的示意图。该系统包括：地面系统20以及卫星系统10，其中地面系统20通过分包遥控的方式，经由地面系统20与卫星系统10之间的遥控信道向卫星系统10发送遥控应用数据。此外，卫星系统10接收地面系统20发送的遥控应用数据，并且通过分包遥测的方式，经由卫星系统10与地面系统20之间的遥测信道向地面系统20传输遥测数据。

此外，卫星系统10可以通过分包遥测的方式将常用摄像机（即，第一摄像机）的故障信息发送至地面系统20；地面系统20可以通过分包遥控的方式将切换指令（即，从常用摄像机切换为备用摄像机）发送至卫星系统10。

图2A进一步示出了图1中卫星系统10的硬件架构的示意图。参考图2A所示，卫星系统10包括综合电子系统，综合电子系统包括：处理器、存储器、总线管理模块以及通信接口。其中存储器与处理器连接，从而处理器可以访问存储器，读取存储器存储的程序指令，从存储器读取数据或者向存储器写入数据。总线管理模块与处理器连接，并且还与例如CAN总线等总线连接。从而处理器可以通过总线管理模块所管理的总线，同与总线连接的星载外设进行通信。其中，星载外设1可以是常用摄像机，星载外设2可以是备用摄像机。此外，处理器还经由通信接口与相机、星敏感器、测控应答机以及数传设备等设备通信连接。本领域普通技术人员可以理解，图2A所示的结构仅为示意，其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，卫星系统还可包括比图2A中所示更多或者更少的组件，或者具有与图2A所示不同的配置。

图2B进一步示出了图1中地面系统20的硬件架构的示意图。参考图2B所示，地面系统20可以包括一个或多个处理器（处理器可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置）、用于存储数据的存储器、用于通信功能的传输装置以及输入/输出接口。其中存储器、传输装置以及输入/输出接口通过总线与处理器连接。除此以外，还可以包括：与输入/输出接口连接的显示器、键盘以及光标控制设备。本领域普通技术人员可以理解，图2B所示的结构仅为示意，其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，地面系统还可包括比图2B中所示更多或者更少的组件，或者具有与图2B所示不同的配置。

应当注意到的是，图2A和图2B中示出的一个或多个处理器和/或其他数据处理电路在本文中通常可以被称为“数据处理电路”。该数据处理电路可以全部或部分的体现为软件、硬件、固件或其他任意组合。此外，数据处理电路可为单个独立的处理模块，或全部或部分的结合到计算设备中的其他元件中的任意一个内。如本公开实施例中所涉及到的，该数据处理电路作为一种处理器控制（例如与接口连接的可变电阻终端路径的选择）。

图2A和图2B中示出的存储器可用于存储应用软件的软件程序以及模块，如本公开实施例中的数据恢复对应的程序指令/数据存储装置，处理器通过运行存储在存储器内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的应用程序的数据恢复的方法。存储器可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。

此处需要说明的是，在一些可选实施例中，上述图2A和图2B所示的设备可以包括硬件元件（包括电路）、软件元件（包括存储在计算机可读介质上的计算机代码）、或硬件元件和软件元件两者的结合。应当指出的是，图2A和图2B仅为特定具体实例的一个实例，并且旨在示出可存在于上述设备中的部件的类型。

图3是根据本申请实施例所述的卫星系统10中的软件应用的模块示意图，参考图3所示，卫星系统10中包括应用0~应用m。此外，卫星系统10还包括调度应用、遥控应用、遥测应用、总线管理应用和数传管理应用。其中，卫星系统10可以通过遥控应用与地面系统20的遥控模块建立遥控信道，还可以通过遥测应用与地面系统20的遥测模块建立遥测信道。总线管理应用用于协调管理卫星上经由总线进行的数据传输。数传管理应用用于通过数传链路将数据传输至地面系统20。

正如图3所示，卫星系统10上的遥测应用能够通过遥测信道将常用摄像机的故障信息传输至地面系统20。卫星系统10上的遥控应用能够接收到由地面系统20发送的切换指令。此外，卫星系统10上的数传管理应用能够将由常用摄像机采集到的与目标区域对应的第一图像或由备用摄像机采集到的与目标区域对应的第二图像，通过数据方式，传输至地面系统20。

图4是根据本申请实施例所述的卫星系统10中的处理器110分别与常用摄像机120和备用摄像机130的连接结构示意图。参考图4所示，常用摄像机120中设置有第一镜头121和第一影像传感器122。第一镜头121和第一影像传感器122分别与处理器110连接。处理器110能够控制第一镜头121，使得第一镜头121移动到能够拍摄出清晰的图像的位置。处理器110还能够控制第一影像传感器122采集图像。

进一步地，备用摄像机130中设置有第二镜头131和第二影像传感器132。第二镜头131和第二影像传感器132分别与处理器110连接。处理器110能够控制第二镜头131，使得第二镜头131移动到能够拍摄出清晰的图像的位置。处理器110还能够控制第二影像传感器132采集图像。

在上述运行环境下，根据本实施例的第一个方面，提供了一种基于双摄像机的图像采集方法，该方法例如由图2B和图4中所示的处理器110实现。图5示出了该方法的流程示意图，参考图5所示，该方法包括：

S502：设置用于采集目标区域的图像的第一摄像机和第二摄像机，其中第一摄像机为常用摄像机，第二摄像机为备用摄像机；

S504：利用第一摄像机采集与目标区域对应的第一图像，并将第一图像发送至地面系统；

S506：在第一摄像机出现故障的情况下，从第一摄像机切换至第二摄像机；以及

S508：利用第二摄像机采集与目标区域对应的第二图像，并将第二图像发送至地面系统。

具体地，参考图4所示，首先，卫星系统10上设置有用于采集目标区域的图像的常用摄像机（即，第一摄像机）和备用摄像机（即，第二摄像机）（S502）。其中目标区域例如可以是包括设置于地面上的某一物体及其周围环境的区域。

在通常情况下，卫星系统10上的处理器110利用常用摄像机120采集与目标区域对应的第一图像，并通过遥测应用将第一图像发送至地面系统20（S504）。即，处理器110先控制常用摄像机120中的第一镜头121，移动到能够拍摄出清晰的第一图像的位置。然后，第一影像传感器122采集第一镜头121拍摄到的第一图像，并将第一图像传输至处理器110，并由处理器110对第一图像做进一步地处理。

进一步地，在常用摄像机120出现故障的情况下，卫星系统10通过遥测信道将常用摄像机120的故障信息传输至地面系统20。然后，地面系统20根据常用摄像机120的故障信息，生成切换指令，并通过遥控信道将切换指令发送至卫星系统10。

处理器110接收到切换指令后，响应于切换指令，从当前正在使用的常用摄像机120切换为备用摄像机130（S506）。

最后，处理器110利用备用摄像机采集与目标区域对应的第二图像，并将第二图像发送至地面系统20（S508）。即，处理器110先控制备用摄像机130中的第二镜头131，移动到能够拍摄出清晰的第二图像的位置。然后，第二影像传感器132采集第二镜头131拍摄到的第二图像，并将第二图像传输至处理器110，并由处理器110对第二图像做进一步地处理。

正如背景技术中所述，现有的应用于卫星系统上的遥感技术，通常是基于一个摄像机进行图像采集。而在该摄像机发生故障的情况下，卫星系统则不能采集目标区域的图像，并且不能够将与目标区域对应的图像发送至地面系统，进而影响地面系统的正常工作。

有鉴于此，本公开的技术方案，在卫星系统10上设置有两个摄像机。其中，一个为常用摄像机120，另一个为备用摄像机130。即，常用摄像机120未出现故障时，均使用常用摄像机120来采集目标区域的图像。而由于本公开的技术方案中，设置有备用摄像机130，因此当常用摄像机120出现故障时，处理器110可以从常用摄像机120切换到备用摄像机130，并使用备用摄像机130采集目标区域的图像。从而，本公开的技术方案通过设置备用摄像机130，并在常用摄像机120出现故障时，使用备用摄像机130采集目标区域的图像的操作达到了即使在常用摄像机120发生故障的情况下，也能够采集目标区域的图像，并将采集到的与目标区域对应的图像发送至地面系统20，进而能够保证地面系统20正常工作的技术效果。进而解决了现有技术中存在的由于现有的卫星系统10上通常仅安装一个摄像机，因此在摄像机发生故障的情况下，卫星系统10不能采集目标区域的图像，并且不能够将与目标区域对应的图像发送至地面系统20，进而影响地面系统20的正常工作的技术问题。

可选地，在第一摄像机出现故障的情况下，从第一摄像机切换至第二摄像机的操作，包括：通过遥测的方式将第一摄像机的故障信息发送至地面系统；以及通过遥控的方式接受由地面系统发送的切换指令，其中切换指令用于指示从第一摄像机切换至第二摄像机。

具体地，在常用摄像机120出现故障的情况下，常用摄像机120将故障信息传输至总线管理应用。总线管理应用将常用摄像机120的故障信息传输至调度应用，调度应用再将常用摄像机120的故障信息传输至遥测应用，遥测应用通过遥测信道将常用摄像机120的故障信息传输至地面系统20。

然后，地面系统20响应于接收到的常用摄像机120的故障信息，生成切换指令。

进一步地，地面系统20中的遥控模块通过遥控信道将切换指令传输至卫星系统10。

最后，卫星系统10中的处理器110接收到切换指令后，根据切换指令将正在使用的常用摄像机120切换为备用摄像机130，由备用摄像机130采集与目标区域对应的图像。

从而，通过遥测的方式将常用摄像机120的故障信息发送至地面系统20，并通过遥控的方式接收由地面系统20发送的切换指令的操作，达到了能够在常用摄像机120发生故障的情况下，及时将故障信息发送给地面系统20，进而保证地面系统20的正常工作的技术效果。

值得注意的是，上述实施例仅仅是对图像的灰度值进行说明。但具体实施方式并不以此为限，若以彩色图像为例，仅需加滤光片即可完成上述操作。

可选地，还包括：响应于由地面系统发送的融合指令，同时开启第一摄像机和第二摄像机；利用第一摄像机采集与目标区域对应的第一图像；利用第二摄像机采集与目标区域对应的第二图像；以及将第一图像和第二图像传输至地面系统，并由地面系统对第一图像和第二图像进行融合。

具体地，首先，地面系统20通过遥控信道，以遥控的方式向卫星系统10发送融合指令。卫星系统10中的处理器110响应于融合指令，同时开启常用摄像机120（即，第一摄像机）和备用摄像机130（即，第二摄像机）。即，常用摄像机120和备用摄像机130同时拍摄同一目标区域。

然后，处理器110利用常用摄像机120采集与目标区域对应的第一图像，并利用备用摄像机130采集与目标区域对应的第二图像。

最后，卫星系统10通过数传的方式将由常用摄像机120采集到的与目标区域对应的第一图像，和由备用摄像机130采集到的与目标区域对应的第二图像传输至地面系统20，并由地面系统20对第一图像和第二图像进行融合。

具体地，地面系统20对与目标区域对应的第一图像，和与目标区域对应的第二图像进行融合的方法为：

地面系统20为了能够得到更加精确的与目标区域对应的融合图像，因此地面系统20需要将与目标区域对应的第一图像和与目标区域对应的第二图像进行融合（即融合图像为减少误差后的图像）。

因此，地面系统20中预先设置有参考图像，该参考图像为预先显示有灰度值的图像。图6是根据本申请实施例所述的显示有灰度值的参考图像的示意图。参考图6所示，每个像素块A_p都有唯一对应的灰度值，并且灰度值的等级为0~255。即，白色为255，黑色为0。地面系统20中的处理器110能够将第一图像和第二图像分别与参考图像进行对比，并消除第一图像和第二图像的误差，从而融合得到更加清晰且精准的融合图像。

进一步地，图6中的每个像素块都是由36个像素组成的。例如，图7A是根据本申请实施例所述的图6中的像素块A₁的灰度值。参考图7A所示，像素块A₁是由6×6，36个像素构成，且每个像素都有对应的灰度值。例如，像素块A₁中的每个像素所对应的灰度值都是254。

图7B是根据本申请实施例所述的与参考图像中的像素块A₁对应的第一图像中的像素块A₁ ^'的灰度值。参考图7B所示，像素块A₁ ^'是由6×6，36个像素构成，且每个像素都有对应的灰度值。例如，像素块A₁ ^'的第5行像素的灰度值分别是251、250、254、254、253和251。

图7C是根据本申请实施例所述的与参考图像中的像素块A₁ ^''对应的第二图像中的像素块A₁ ^''的灰度值。参考图7C所示，像素块A₁ ^''是由6×6，36个像素构成，且每个像素都有对应的灰度值。例如，像素块A₁ ^''的第一行像素的灰度值分别是251、251、254、254、253和252。

参考图7A和图7B所示，像素块A₁和像素块A₁ ^'实际上是对应的像素块，但是由于参考图像和第一图像之间存在一定的差异（即常用摄像机120在采集与目标区域对应的图像时存在误差），因此像素块A₁和像素块A₁ ^'之间的部分像素值不同。

参考图7A和图7C所示，像素块A₁和像素块A₁ ^''实际上是对应的像素块，但是由于参考图像和第二图像之间存在一定的差异（即备用摄像机130在采集与目标区域对应的图像时存在误差），因此像素块A₁ ^''和像素块A₁ ^''之间的部分像素值不同。

因此针对于本技术方案来说，需要先根据像素块A₁分别对像素块A₁ ^'和像素块A₁ ^''进行校正。

1. 根据像素块A₁对像素块A₁ ^'（即第一图像中与参考图像中的像素块A₁对应的像素块）进校正的方法步骤是：

首先，处理器110获取像素块A₁中的像素值HA_m,n ¹（其中 ，m表示行，n表示列）和像素块A₁ ^'中的像素值HA_m,n ^1'（其中，m表示行，n表示列）。例如，HA_1,1 ¹表示像素块A₁中的第1行第1列的像素值，HA_1,1 ^1'表示像素块A₁ ^'中的第1行第1列的像素值。

然后，处理器110根据像素块A₁中的各个像素值，求得像素块A₁ ^'中与像素A₁中的各个像素值对应的像素偏差△HA_m,n ^1'。计算公式如下：

其中，i=1~m，j=1 ~n。

例如，像素块A₁ ^'中的第1行第1列的像素值的像素偏差为△HA_1,1 ^1'，像素块A₁ ^'中的第1行第2列的像素值的像素偏差为△HA_1,2 ^1'，像素块A₁ ^'中的第1行第3列的像素值的像素偏差为△HA_1,3 ^1'，......，像素块A₁ ^'中的第1行第n列的像素值的像素偏差为△HA_1,n ^1'，像素块A₁ ^'中的第2行第1列的像素值的像素偏差为△HA_2,1 ^1'，像素块A₁ ^'中的第2行第2列的像素值的像素偏差为△HA_2,2 ^1'，.......，像素块A₁ ^'中的第m行第n列的像素值的像素偏差为△HA_m,n ^1'。

表1示出了像素块A₁中第1行的像素值HA_1,j  ¹、像素块A₁ ^'中第1行的像素值HA_1,j ^1'和像素差值△HA_1,j ^1'。

表1

表1示出了像素块A₁中第2行的像素值HA_2,j  ¹、像素块A₁ ^'中第2行的像素值HA_2,j ^1'和像素差值△HA_2,j ^1'。

表2

以此类推，表3示出了像素块A₁中第m行的像素值HA_m,j  ¹、像素块A₁ ^'中第m行的像素值HA_m,j ^1'和像素差值△HA_m,j ^1'。

表3

进一步地，处理器110求出像素块A₁ ^'中的每个像素值HA_i,j ^1'的像素偏差△HA_i,j ^1'后，将像素块A₁ ^'中每个像素值HA_i,j ^1'的像素偏差△HA_i,j ^1'的和作为像素块A₁ ^'的像素偏差△HA₁ ^'。具体计算公式如下：

其中，i=1~m，j=1~n。

进一步地，第一图像中的像素块A₁ ^'的像素偏差△HA₁ ^'求出来后，第一图像中的其他像素块A_p ^'的像素偏差△HA_p ^'也可参考上述操作步骤求得。其中，p表示第一图像中像素块的序列号。例如，第一图像中的第一像素块为A₁ ^'，第一图像中的第二像素块为A₂ ^'，......，第一图像中的第u像素块为A_u ^'。

具体计算公式如下：

其中，i=1~m，j=1~n，p=1~u。

由于在第一图像中存在多个像素块A_p ^'，因此若求取每个像素块A_p ^'的偏差均值和偏差方差，则计算量过大，浪费计算资源且增加时间成本。因此，处理器110预先设定像素块区间，并按照该像素块区间，计算与各个像素块区间对应的偏差均值和偏差方差。进一步地，处理器110将像素块区间内的偏差均值和偏差方差作为与该像素块区间内的每个像素块的偏差均值和偏差方差。

例如，处理器110设定像素块区间为16，则灰度等级0~15为第1像素块区间，灰度等级16~31为第2像素块区间，灰度等级32~37为第3像素块区间，以此类推，灰度等级240~255为第16像素块区间。

然后，处理器110计算与第1像素块区间对应的偏差均值μ₁  ^'和偏差方差σ_1 ' ²。具体计算公式如下：

其中，x₁表示灰度等级为0~15时的像素块的个数。即，在第一图像中，与灰度等级对应的像素块的个数不一定仅为1。例如，在第一图像中，灰度等级为0的像素块有2个，灰度等级为1的像素块有3个，灰度等级为2的像素块有1个，.....，灰度等级为15的像素块有3个。则与灰度等级0~15对应的像素块的个数为各个灰度等级的像素块的个数的和。

由上述操作可知，第2像素块区间的偏差均值μ₂  ^'和偏差方差σ_2 ' ²也可参考上述操作求得。具体计算公式为：

其中，x₂表示灰度等级为16~31时的像素块的个数。

以此类推。

则第d像素块区间的偏差均值μ_d  ^'和偏差方差σ_d ' ²也可参考上述操作求得。具体计算公式为：

其中，d=3~16。

表4示出了与第一图像中的各个像素块区间对应的偏差均值和偏差反差。

表4

处理器110求得第一图像中与各个像素块区间对应的偏差均值和偏差方差后，对各个像素块区间中的每个像素块的灰度值进行校正，得到校正灰度值KA_a,b ^1'（其中，a表示像素块区间序列号，b表示像素块序列号）。例如，KA_a,b ^1'表示第一图像中的第a个像素块区间中的第b个像素块的校正灰度值。

例如，第1个像素块区间内的各个像素块的校正灰度值为KA_a,b ^1'。具体计算公式如下：

其中，b=0~15。

表5

以此类推，第d个像素块区间内的各个像素块的校正灰度值为KA_a,b ^1'。具体计算公式如下：

其中，d=2~16，b=16~255。

2. 处理器110根据像素块A₁对像素块A₁ ^''（即第二图像中与参考图像中的像素块A₁对应的像素块）进行校正的操作步骤，参见处理器110根据像素块A₁对像素块A₁ ^'（即第一图像中与参考图像中的像素块A₁对应的像素块）进校正的操作步骤。

因此，处理器110能够求出第二图像中各个像素块的校正灰度值KA_d,b ^1'、与各个像素块区间对应的偏差均值μ_d  ^''和与各个像素块区间对应的偏差方差σ_d '' ²。

由于本公开的技术方案，处理器110将与各个像素块区间对应的偏差均值μ_d  ^''，作为在该像素块区间中的各个像素块的偏差均值μ_d  ^''；处理器110将与各个像素块区间对应的偏差方差σ_d '' ²，作为在该像素块区间中的各个像素块的偏差方差σ_d '' ²。

因此，例如，处理器110将第一图像中的像素块A₁ ^'，与第二图像中的像素块A₁ ^''进行融合，并得到与各个像素块对应的融合灰度值TA_d,b。具体计算公式如下：

从而，通过上述公式（12）就能够计算得到与各个像素块对应的融合灰度值TA_d,b。

例如，第1个像素块区间中的第1个像素块的融合灰度值为TA_1,1，第1个像素块区间中的第2个像素块的融合灰度值为TA_1,2，第1个像素块区间中的第3个像素块的融合灰度值为TA_1,3，........，第1个像素块区间中的第b个像素块的融合灰度值TA_1,b，........，第d个像素块区间中的第b个像素块的融合灰度值TA_d,b。

表6示出了与第1像素块区间，与各个像素块对应的融合灰度值TA_1,b。

表6

以此类推。

表7示出了与第d像素块区间，与各个像素块对应的融合灰度值TA_d,b。

表7

因此，处理器110能够求出各个像素块区间中的每个像素块的融合灰度值TA_d,b。

处理器110求出的各个像素块区间中的每个像素块的融合灰度值TA_d,b，就是融合图像中的对应的像素块的灰度值。

从而，根据上述操作求得的融合图像中的像素块的灰度值更加的精确。

可选地，还包括：响应于由地面系统发送的待机指令，同时关闭第一摄像机和第二摄像机。

具体地，地面系统20还能够向卫星系统10中的处理器110发送待机指令。处理器110响应于由地面系统20发送的待机指令，同时关闭常用摄像机120和备用摄像机130。

从而，通过在不需要常用摄像机120和备用摄像机130工作的情况下，使得常用摄像机120和备用摄像机130处于待机状态的操作，达到了能够解决电力资源的技术效果。

此外，根据本实施例的第三个方面，提供了一种存储介质。所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时由处理器执行以上任意一项所述的方法。

从而，本公开的技术方案通过设置备用摄像机130，并在常用摄像机120出现故障时，使用备用摄像机130采集目标区域的图像的操作达到了即使在常用摄像机120发生故障的情况下，也能够采集目标区域的图像，并将采集到的与目标区域对应的图像发送至地面系统20，进而能够保证地面系统20正常工作的技术效果。进而解决了现有技术中存在的由于现有的卫星系统10上通常仅安装一个摄像机，因此在摄像机发生故障的情况下，卫星系统10不能采集目标区域的图像，并且不能够将与目标区域对应的图像发送至地面系统20，进而影响地面系统20的正常工作的技术问题。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

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根据上述实施例的方法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，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，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的方法。

实施例2

图8示出了根据本实施例的第一个方面所述的基于双摄像机的图像采集装置800，该装置800与根据实施例1的第一个方面所述的方法相对应。参考图8所示，该装置800包括：摄像机设置模块810，用于设置用于采集目标区域的图像的第一摄像机和第二摄像机，其中第一摄像机为常用摄像机，第二摄像机为备用摄像机；第一图像发送模块820，用于利用第一摄像机采集与目标区域对应的第一图像，并将第一图像发送至地面系统；摄像机切换模块830，用于在第一摄像机出现故障的情况下，从第一摄像机切换至第二摄像机；以及第二图像发送模块840，用于利用第二摄像机采集与目标区域对应的第二图像，并将第二图像发送至地面系统。

可选地，摄像机切换模块830包括：故障信息发送模块，用于通过遥测的方式将第一摄像机的故障信息发送至地面系统；以及切换指令接收模块，用于通过遥控的方式接受由地面系统发送的切换指令，其中切换指令用于指示从第一摄像机切换至第二摄像机。

可选地，装置800还包括：融合指令响应模块，用于响应于由地面系统发送的融合指令，同时开启第一摄像机和第二摄像机；第一图像采集模块，用于利用第一摄像机采集与目标区域对应的第一图像；第二图像采集模块，用于利用第二摄像机采集与目标区域对应的第二图像；以及图像融合模块，用于将第一图像和第二图像传输至地面系统，并由地面系统对第一图像和第二图像进行融合。

可选地，装置800还包括：待机指令接收模块，用于响应于由地面系统发送的待机指令，同时关闭第一摄像机和第二摄像机。

从而，本公开的技术方案通过设置备用摄像机130，并在常用摄像机120出现故障时，使用备用摄像机130采集目标区域的图像的操作达到了即使在常用摄像机120发生故障的情况下，也能够采集目标区域的图像，并将采集到的与目标区域对应的图像发送至地面系统20，进而能够保证地面系统20正常工作的技术效果。进而解决了现有技术中存在的由于现有的卫星系统10上通常仅安装一个摄像机，因此在摄像机发生故障的情况下，卫星系统10不能采集目标区域的图像，并且不能够将与目标区域对应的图像发送至地面系统20，进而影响地面系统20的正常工作的技术问题。

实施例3

图9示出了根据本实施例的第一个方面所述的基于双摄像机的图像采集装置900，该装置900与根据实施例1的第一个方面所述的方法相对应。参考图9所示，该装置900包括：处理器910；以及存储器920，与处理器910连接，用于为处理器910提供处理以下处理步骤的指令：设置用于采集目标区域的图像的第一摄像机和第二摄像机，其中第一摄像机为常用摄像机，第二摄像机为备用摄像机；利用第一摄像机采集与目标区域对应的第一图像，并将第一图像发送至地面系统；在第一摄像机出现故障的情况下，从第一摄像机切换至第二摄像机；以及利用第二摄像机采集与目标区域对应的第二图像，并将第二图像发送至地面系统。

从而，本公开的技术方案通过设置备用摄像机130，并在常用摄像机120出现故障时，使用备用摄像机130采集目标区域的图像的操作达到了即使在常用摄像机120发生故障的情况下，也能够采集目标区域的图像，并将采集到的与目标区域对应的图像发送至地面系统20，进而能够保证地面系统20正常工作的技术效果。进而解决了现有技术中存在的由于现有的卫星系统10上通常仅安装一个摄像机，因此在摄像机发生故障的情况下，卫星系统10不能采集目标区域的图像，并且不能够将与目标区域对应的图像发送至地面系统20，进而影响地面系统20的正常工作的技术问题。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

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单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以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全部或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（可为个人计算机、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、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于双摄像机的图像采集方法，其特征在于，包括：

设置用于采集目标区域的图像的第一摄像机和第二摄像机，其中所述第一摄像机为常用摄像机，所述第二摄像机为备用摄像机；

利用所述第一摄像机采集与所述目标区域对应的第一图像，并将所述第一图像发送至地面系统；

在所述第一摄像机出现故障的情况下，从所述第一摄像机切换至所述第二摄像机；以及

利用所述第二摄像机采集与所述目标区域对应的第二图像，并将所述第二图像发送至所述地面系统。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一摄像机出现故障的情况下，从所述第一摄像机切换至所述第二摄像机的操作，包括：

通过遥测的方式将所述第一摄像机的故障信息发送至所述地面系统；以及

通过遥控的方式接收由所述地面系统发送的切换指令，其中所述切换指令用于指示从所述第一摄像机切换至所述第二摄像机。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

响应于由所述地面系统发送的融合指令，同时开启所述第一摄像机和所述第二摄像机；

利用所述第一摄像机采集与所述目标区域对应的第一图像；

利用所述第二摄像机采集与所述目标区域对应的第二图像；以及

将所述第一图像和所述第二图像传输至所述地面系统，并由所述地面系统对所述第一图像和所述第二图像进行融合。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：响应于由所述地面系统发送的待机指令，同时关闭所述第一摄像机和所述第二摄像机。

5.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时由处理器执行权利要求1至4中任意一项所述的方法。

6.一种基于双摄像机的图像采集装置，其特征在于，包括：

摄像机设置模块，用于设置用于采集目标区域的图像的第一摄像机和第二摄像机，其中所述第一摄像机为常用摄像机，所述第二摄像机为备用摄像机；

第一图像发送模块，用于利用所述第一摄像机采集与所述目标区域对应的第一图像，并将所述第一图像发送至地面系统；

摄像机切换模块，用于在所述第一摄像机出现故障的情况下，从所述第一摄像机切换至所述第二摄像机；以及

第二图像发送模块，用于利用所述第二摄像机采集与所述目标区域对应的第二图像，并将所述第二图像发送至所述地面系统。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，摄像机切换模块包括：

故障信息发送模块，用于通过遥测的方式将所述第一摄像机的故障信息发送至所述地面系统；以及

切换指令接收模块，用于通过遥控的方式接受由所述地面系统发送的切换指令，其中所述切换指令用于指示从所述第一摄像机切换至所述第二摄像机。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

融合指令响应模块，用于响应于由所述地面系统发送的融合指令，同时开启所述第一摄像机和所述第二摄像机；

第一图像采集模块，用于利用所述第一摄像机采集与所述目标区域对应的第一图像；

第二图像采集模块，用于利用所述第二摄像机采集与所述目标区域对应的第二图像；以及

图像融合模块，用于将所述第一图像和所述第二图像传输至所述地面系统，并由所述地面系统对所述第一图像和所述第二图像进行融合。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：待机指令接收模块，用于响应于由所述地面系统发送的待机指令，同时关闭所述第一摄像机和所述第二摄像机。

10.一种基于双摄像机的图像采集装置，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储器，与所述处理器连接，用于为所述处理器提供处理以下处理步骤的指令：

设置用于采集目标区域的图像的第一摄像机和第二摄像机，其中所述第一摄像机为常用摄像机，所述第二摄像机为备用摄像机；

利用所述第一摄像机采集与所述目标区域对应的第一图像，并将所述第一图像发送至地面系统；

在所述第一摄像机出现故障的情况下，从所述第一摄像机切换至所述第二摄像机；以及

利用所述第二摄像机采集与所述目标区域对应的第二图像，并将所述第二图像发送至所述地面系统。

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