[发明专利]基于光学系统标定微扫描图像超分辨方法

说明书

本发明公开了基于光学系统标定微扫描图像超分辨方法，包括步骤一，光学系统标定；步骤二，微扫描超分辨处理；所述步骤一4）中，将倾斜刃边法计算得到的整体点扩散函数,作为初始值传递给盲去模糊算法，计算每个图像块的点扩散函数；本发明解决了因物理光学系统割裂导致超分效果不佳和人工效应的问题；本发明通过采用倾斜刃边法与基于图像块的盲去模糊结合以及对物理光学系统进行建模与图像块重构的理念，解决了因光学系统视场、像差、畸变等因素易导致点扩散函数空间不一致，提高了超分辨结果的准确性；本发明利用对称图像块点扩散函数的相似性，解决了盲去模糊结果不准确的问题，提高了光学系统标定的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，具体为基于光学系统标定微扫描图像超分辨方法。

背景技术

近年来随着成像设备的大面积铺开，对成像的清晰度也提出了更高的要求，而由于升级硬件的成本过高，所以要通过提升光学系统来提升图像分辨率，其中，微扫描超分辨技术在节约成本的同时，可以获得相同甚至更高的成像效果上的收益，但现有的微扫描图像超分辨方法，其参数设置复杂，与物理光学系统割裂导致超分效果不佳，且易出现人工效应；现有的微扫描图像超分辨方法，因光学系统视场、像差、畸变等因素易导致点扩散函数空间不一致；现有的微扫描图像超分辨方法，其盲去模糊结果不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供基于光学系统标定微扫描图像超分辨方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于光学系统标定微扫描图像超分辨方法，包括步骤一，光学系统标定；步骤二，微扫描超分辨处理；

其中在上述步骤一中，包括以下步骤：

1)准备带有刃边的标靶图像，在稳定光源下，使用搭载微扫描平台的光学系统采集一张图像；

2)采用倾斜刃边法，人工选取一个斜边区域并进行计算，获得系统的线扩散函数，并根据高斯型点扩散函数假设，进一步求得点扩散函数H_k；

3)将取得的整张图像进行分割，获得尺寸合适的图像块；

4)采用盲去模糊算法，计算每个图像块的点扩散函数；

5)对所有的点扩散函数遍历，选取图像上对称的两个图像块所对应的点扩散函数，求最小均方误差，获得每个图像块点扩散函数H_i，k；

其中在上述步骤二中，包括以下步骤：

1)使用上述标定过的搭载微扫描平台的光学系统采集多帧亚像素位移信息的图像序列Y_k；

2)读取多帧图像序列Y_k，并分成图像块Y_i，k，读取成像系统标定的多个点扩散函数H_i，k，然后对图像进行分块，用光流法分别求出和参考帧对应的每个图像块的亚像素精度位移F_i，k，根据上述参数构建每个图像块的系统矩阵W_i，k，将每个图像块的系统矩阵合并为一个总系统矩阵W_k，采用非均匀性插值方法，根据微扫的模式来多帧插值成一帧超分图像

3)构建降质模型，并逆向求解超分辨图像将超分辨图像与总系统矩阵W_k进行正向降质后，获得一组低分图像的估计Y’_k，然后构建损失函数loss，采用坐标下降法，最小化损失函数，求出X。

优选的，所述步骤一4)中，将倾斜刃边法计算得到的整体点扩散函数，作为初始值传递给盲去模糊算法，计算每个图像块的点扩散函数。

优选的，所述步骤一5)中，将此均方误差和提前设定的阈值对比，如果大于阈值则舍弃，并重新设定此值为刃边法设定的初始值，再将调整后的点扩散函数传递给超分辨。