[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

说明书

本发明公开了一种提高近红外数字全息干涉条纹分辨率的方法，包括如下步骤：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。本发明的方法可以提高图像分辨率，处理非常弱且不明显的干涉条纹；不会改变和破坏全息图中的目标信息，效率较高。

技术领域

本发明涉及一种提高近红外数字全息干涉条纹分辨率的方法，尤其涉及一种基于插值理论的近红外数字全息图像干涉条纹分辨率的增强算法，属于图像处理技术领域。

背景技术

目前光学干涉主要集中在可见光波段，这个波段的条纹具有较高的分辨率。数字全息技术被认为是获取物体完整信息的一种有效方法，它已被应用于显微镜领域、三维成像领域、监测领域、粒子测量领域等。目前大多数情况下，数字全息的全息图是用电荷耦合器件(CCD，Charge Coupled Device)代替全息片记录的，便于计算机计算。然而，CCD敏感阵列的尺寸远小于全息板，由于其空间分辨率较低，只能记录离阵列较远的物体。

近年来，为了获得更高分辨率的再现图像，许多研究者提出了有效的增强全息图的方法。这些方法都集中在如何对物体的高频信息进行全息记录，从而实现高分辨率的再现。这些方法对提高重建的分辨率起到了很大的作用，可以一定程度上实现高分辨率的图像再现。

近年来，由于红外数字全息成像在绕障成像方面表现出了得天独厚的优势，逐渐受到人们关注。但是在红外数字全息技术中，由于光线的波长比可见光长出许多、散射重等固有缺陷问题，导致红外数字全息的干涉条纹的分辨率相对较低。干涉条纹的分辨率直接决定了重建像时的清晰度，其直接获取到的条纹分辨率很低，这样重建出来的图像就会出现目标不够清晰，甚至目标缺失的情况。

通常在实验室环境下，干涉条纹的质量很容易得到保证。但当数字全息技术走出实验室进入实际应用时，所捕获的干涉条纹的质量将严重下降，特别是在可见光光谱范围内使用激光光源时。或者在实验过程中，实验装置的一些微小变化会导致干涉条纹分辨率的下降。当这些情况发生时，很难实现对全息图像的重建。

因此需要设计一种提高近红外数字全息干涉条纹分辨率的方法，进而有效的改善重建目标图像时的清晰度问题，从而大大的改善成像质量，以使其适合市场应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中近红外数字全息干涉条纹分辨率低导致重建目标图像清晰度低、成像质量差的不足，提供一种提高近红外数字全息干涉条纹分辨率的方法，技术方案如下：

一种提高近红外数字全息干涉条纹分辨率的方法，包括以下步骤：

获取物体的全息图像；

基于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；

基于全息图像的源像素的值来计算竖直方向的插值结果，给出竖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。

进一步地，全息图像的获取通过马赫-曾德光路和CCD得到。

优选地，全息图像的原始像素点的值通过马赫-曾德光路记录。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：