[发明专利]一种提高近红外数字全息干涉条纹分辨率的方法

权利要求书

1.一种提高近红外数字全息干涉条纹分辨率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取物体的全息图像；

基于所述全息图像的源像素的值计算水平方向的正向、反向插值结果，给出水平方向像素的相对性加权系数，计算基于源像素相关性的水平方向分辨率改进插值结果；

基于所述全息图像的源像素的值来计算垂直方向的插值结果，给出垂直方向像素的相对性加权系数，计算基于源像素相关性的垂直方向分辨率改进插值结果；

基于所述水平方向和竖直方向的分辨率改进插值结果，计算出目标像素改进后的像素值。

2.根据权利要求1所述的提高近红外数字全息干涉条纹分辨率的方法，其特征在于，所述全息图像的获取通过马赫-曾德光路和CCD得到。

3.根据权利要求2所述的提高近红外数字全息干涉条纹分辨率的方法，其特征在于，所述全息图像的源像素点的值通过马赫-曾德光路记录。

4.根据权利要求2所述的提高近红外数字全息干涉条纹分辨率的方法，其特征在于，所述CCD的等效宽度L_e可以表示为：

其中，D₀表示物体的直径，d表示CCD与物体的距离，Δx表示CCD的像素距离，λ表示激光的波长。

5.根据权利要求1所述的提高近红外数字全息干涉条纹分辨率的方法，其特征在于，基于源像素相关性的水平方向分辨率改进后的像素插值结果f_j,m+1由公式(2-1)和(2-2)计算：

f_j，m+1＝w₁f′_j，m+1+w₂f″_j，m+1 (2-1)

式中，w₁和w₂表示正向和反向插值的相对性加权系数，f′_j，m+1和f″_j，m+1分别表示图像中位于(j，m+2)位置像素的正向插值和反向插值，f′_j，m+1为待插值像素的正向传播预测值，f″_j，m+1为反向传播预测值，Δ²f₊和Δ²f_-分别表示正向和反向的二阶微分。

6.根据权利要求5所述的提高近红外数字全息干涉条纹分辨率的方法，其特征在于，Δ²f₊和Δ²f_-通过以下公式计算：

Δ²f₊＝|(f_j，i+2-f_j，i+1)-(f_j，i+1-f_j，i)|＝|f_j，i+2-2f_j，i+1+f_j，i| (3)

Δ²f_-＝|(f_j，i+1-f_j，i+2)-(f_j，i+2-f_j，i+3)|＝|f_j，i+1-2f_j，i+2+f_j，i+3| (4)

其中，绝对值中，f表示像素点的值，下标j表示像素点在图片中的横坐标，i、i+1和i+2分别表示像素点在图片中的纵坐标；

相对性加权系数w₁和w₂具体计算公式如下：

7.根据权利要求1所述的提高近红外数字全息干涉条纹分辨率的方法，其特征在于，基于源像素相关性的垂直方向分辨率改进插值结果计算公式如下：

式中，f_k+1，m+1表示分辨率改进像素值，和分别表示向前45°、向后45°、向前135°和向后135°的相对性加权系数，和表示向前45°、向后45°、向前135°和向后135°的插值；

和是通过公式(8)、公式(9)、公式(10)和公式(11)计算得到：

其中，和分别表示沿45°和135°方向的正向和反向的二阶微分，绝对值中，f表示像素点的值，下标j、j+1、j+2、和j+3表示像素点在图片中的横坐标，i、i+1和i+2分别表示像素点在图片中的纵坐标，相对性加权系数和的计算公式如下：

其中，

和表示向前45°、向后45°、向前135°和向后135°的插值，分别计算公式如下：