[發(fā)明專利]法布里珀羅干涉圓環(huán)圖像處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310285640.7
• 申請(qǐng)日: 2013-07-08
• 公開（公告）號(hào): CN103398799A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁琨;馬泳;黃珺;余寅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01K11/00
• 分類號(hào): G01K11/00;G06T5/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 方放

1.一種法布里珀羅干涉圓環(huán)圖像處理方法，順序包括確定圓心坐標(biāo)步驟、數(shù)據(jù)折疊步驟和平滑降噪步驟，其特征在于：

(1)確定圓心坐標(biāo)步驟，選取法布里珀羅干涉圓環(huán)圖像內(nèi)圓環(huán)，通過人眼觀測(cè)估計(jì)內(nèi)圓環(huán)中心坐標(biāo)，再以其為中心將內(nèi)圓環(huán)分為上、下部分和左、右部分，分別計(jì)算上、下部分的最大灰度值點(diǎn)對(duì)應(yīng)坐標(biāo)的平均值和左、右部分的最大灰度值點(diǎn)對(duì)應(yīng)坐標(biāo)的平均值，作為實(shí)際內(nèi)圓環(huán)中心坐標(biāo)；

(2)數(shù)據(jù)折疊步驟，以所述實(shí)際內(nèi)圓環(huán)中心坐標(biāo)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系X′O′Y′，將法布里珀羅干涉圓環(huán)圖像數(shù)組轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)系X′O′Y′中的二次數(shù)組；建立干涉譜圖像直角坐標(biāo)系XOY，將所述二次數(shù)組中非X′軸上的元素，按其到坐標(biāo)系X′O′Y′原點(diǎn)的距離作為干涉譜圖像直角坐標(biāo)系XOY的X軸坐標(biāo)，相應(yīng)的元素的灰度值作為干涉譜圖像直角坐標(biāo)系XOY的Y軸坐標(biāo)，最終得到初級(jí)法布里珀羅干涉光譜圖像灰度值數(shù)組Y1(t)；

(3)平滑降噪步驟，對(duì)所述初級(jí)法布里珀羅干涉光譜圖像灰度值數(shù)組Y1(t)進(jìn)行快速傅里葉變換，在傅里葉域?qū)⒏哳l的噪聲成分濾除并進(jìn)行反變換，得到濾波后法布里珀羅干涉光譜圖像灰度值數(shù)組Y2(t)，由Y2(t)構(gòu)造最終的法布里珀羅干涉光譜圖像。

2.如權(quán)利要求1所述的法布里珀羅干涉圓環(huán)圖像處理方法，其特征在于：

(1)所述確定圓心坐標(biāo)步驟，包括下述子步驟：

(1.1)將法布里珀羅干涉圓環(huán)圖像構(gòu)成圖像數(shù)組，圖像數(shù)組中各元素為法布里珀羅干涉圓環(huán)圖像相應(yīng)像素的灰度值，各元素的行序號(hào)、列序號(hào)分別為法布里珀羅干涉圓環(huán)圖像相應(yīng)像素的行坐標(biāo)、列坐標(biāo)；

(1.2)人眼觀察法布里珀羅干涉圓環(huán)圖像中是否存在中心亮斑，是則去除該中心亮斑，轉(zhuǎn)子步驟(1.3)，否則直接轉(zhuǎn)子步驟(1.3)；

(1.3)人眼選取法布里珀羅干涉圓環(huán)圖像中最接近中心的內(nèi)圓環(huán)，人眼估算所述內(nèi)圓環(huán)中心所在的估算行坐標(biāo)X₀、估算列坐標(biāo)Y₀，再以該估算行坐標(biāo)X₀所在的列為中心，將所述圖像數(shù)組中的元素分為左右兩部分；

(1.4)在法布里珀羅干涉圓環(huán)圖像中，人眼估算所述內(nèi)圓環(huán)直徑D，對(duì)D/3取整得到n，作為統(tǒng)計(jì)中點(diǎn)個(gè)數(shù)，從所述圖像數(shù)組中第(Y₀-n)行開始直至第(Y₀+n)行，分別找出一行中左右兩部分?jǐn)?shù)組元素中最大灰度值對(duì)應(yīng)的兩個(gè)元素，記錄這兩個(gè)元素所在的列然后計(jì)算出這兩個(gè)元素中點(diǎn)所在的列X_Oi′：i＝X₀-n～X₀+n；

(1.5)計(jì)算所述內(nèi)圓環(huán)中心所在的列

(1.6)以估算列坐標(biāo)Y₀所在的行為中心，將該圖像數(shù)組中的元素分為上下兩部分，從所述圖像數(shù)組中第(X₀-n)列開始直至第(X₀+n)列，分別找出一列中上下兩部分?jǐn)?shù)組元素中最大灰度值對(duì)應(yīng)的兩個(gè)元素，記錄這兩個(gè)元素所在的行然后計(jì)算出這兩個(gè)元素中點(diǎn)所在的行Y_Oi′：YOi′=YAi+YA′i2,]]>i＝Y(jié)₀-n～Y₀+n；

(1.7)計(jì)算所述內(nèi)圓環(huán)中心所在的行

所述即為所述內(nèi)圓環(huán)圓心坐標(biāo)O′()；

(2)所述數(shù)據(jù)折疊步驟，包括下述子步驟：

(2.1)以內(nèi)圓環(huán)圓心坐標(biāo)O′()為原點(diǎn)，X′軸為橫軸，Y′軸為縱軸，建立直角坐標(biāo)系X′O′Y′，將所述圖像數(shù)組中各元素的行坐標(biāo)、列坐標(biāo)分別對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)系X′O′Y′中的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)，形成二次圖像數(shù)組；

(2.2)建立干涉譜圖像直角坐標(biāo)系XOY，其原點(diǎn)O與所述內(nèi)圓環(huán)圓心坐標(biāo)O′()重合，X軸表示二次圖像數(shù)組中元素到原點(diǎn)O′()的距離，Y軸表示二次圖像數(shù)組中相應(yīng)的元素值；

計(jì)算所述二次圖像數(shù)組中所有非X′軸上的元素到原點(diǎn)的距離d，將其映射到X軸上，將不同元素到原點(diǎn)O′()的距離d由小到大排列，排列序號(hào)t＝0、1、2、…、m-1，其中m為排列序號(hào)的總個(gè)數(shù)；將相應(yīng)的元素值映射為相應(yīng)的Y坐標(biāo)，對(duì)于d相同的多個(gè)元素，則計(jì)算它們的平均值，映射為Y坐標(biāo)，形成初級(jí)法布里珀羅干涉光譜圖像灰度值數(shù)組Y1(t)，其元素排列序號(hào)為t，元素值為所述二次圖像數(shù)組中相應(yīng)的元素值或元素的平均值；

(3)所述平滑降噪步驟，包括下述子步驟：

(3.1)對(duì)所述初級(jí)法布里珀羅干涉光譜圖像灰度值數(shù)組Y1(t)進(jìn)行快速離散傅立葉變換，得到數(shù)組元素序號(hào)k＝0、1、2、…、h-1，其中，h為數(shù)組中元素的總個(gè)數(shù)；

(3.2)找到使得(2×Σk=0iY~1(k))/Σk=0h-1Y~1(k)≥0.95]]>的最小整數(shù)i，并使數(shù)組中，其元素序號(hào)符合條件：i＜k＜h-i-1的元素值置為零，得到降噪數(shù)組

(3.3)對(duì)降噪數(shù)組進(jìn)行離散反傅里葉變換，得到濾波后法布里珀羅干涉光譜圖像灰度值數(shù)組Y2(t)，其元素排列序號(hào)為t；

在所述干涉譜圖像直角坐標(biāo)系XOY中，根據(jù)元素排列序號(hào)t所對(duì)應(yīng)的距離d，將所述濾波后法布里珀羅干涉光譜圖像灰度值數(shù)組Y2(t)的各元素作為相應(yīng)的Y坐標(biāo)，獲得最終法布里珀羅干涉光譜圖像。