[发明专利]一种基于压缩感知的FPM算法

说明书

技术领域

本发明属于显微成像、计算机视觉、计算机图形学领域，尤其是立体图形学领域，特别涉及一种利用基于压缩感知的FPM算法的图像超分辨率重建的技术。

技术背景

压缩感知作为一个新的采样理论，通过开发信号的稀疏特性，在远小于Nyquist采样频率的情况下，用随机采样获取信号的离散样本，再通过非线性重建的算法完美地重建信号。这一理论的提出，抛弃了信号的冗余信息，在信息论、图像处理、光学成像和模式识别等领域得到了广泛地应用。

Fourier ptychographic microscopy(FPM)是一种基于显微镜平台的图像超分辨率重建的方法，可以有效克服空间带宽积(space bandwidth product)受限的矛盾问题。常见的光学成像平台都会受到空间带宽积的限制，即如果我们观察的视野范围比较广，那么观测物体的放大倍数就会偏小；反之，如果我们观测物体的放大倍数比较大，那么视野的范围就会缩小。而FPM算法很好地解决了这一问题，让我们能够获取广视野、高分辨率的图像，由此，突破了光学成像系统的物理极限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于压缩感知的FPM算法。

本发明提供的基于压缩感知的FPM算法包括以下步骤：

1)用FPM平台采集不同光照下的低分辨率的图像r_i(x,y)，包括：控制LED阵列中LED逐点发光，成像装置选择当前LED对应的曝光时间采集图像r_i(x,y)；

2)基于不同角度光照下所得到的图像其实是正射下的图像在频域进行平移得到的特点，对采集到的图像ri(x,y)建立约束

ri(x,y)=||F-1{Ci*F{H(x,y)}*CiT}||2]]>

其中，H(x,y)为最终结果，C_i为提取矩阵，为提取矩阵C_i的转置；

基于该约束，根据压缩感知构造求解最优问题的优化问题：