[發明專利]一種基于壓縮感知的FPM算法

有效

• 申請號: 201410420927.0
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN104200449A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 張永兵;蔣偉鑫;戴瓊海
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50
• 代理公司: 深圳市匯力通專利商標代理有限公司 44257
• 代理人: 李保明;張慧芳

技術領域

本發明屬于顯微成像、計算機視覺、計算機圖形學領域，尤其是立體圖形學領域，特別涉及一種利用基于壓縮感知的FPM算法的圖像超分辨率重建的技術。

技術背景

壓縮感知作為一個新的采樣理論，通過開發信號的稀疏特性，在遠小于Nyquist采樣頻率的情況下，用隨機采樣獲取信號的離散樣本，再通過非線性重建的算法完美地重建信號。這一理論的提出，拋棄了信號的冗余信息，在信息論、圖像處理、光學成像和模式識別等領域得到了廣泛地應用。

Fourier?ptychographic?microscopy(FPM)是一種基于顯微鏡平臺的圖像超分辨率重建的方法，可以有效克服空間帶寬積(space?bandwidth?product)受限的矛盾問題。常見的光學成像平臺都會受到空間帶寬積的限制，即如果我們觀察的視野范圍比較廣，那么觀測物體的放大倍數就會偏小；反之，如果我們觀測物體的放大倍數比較大，那么視野的范圍就會縮小。而FPM算法很好地解決了這一問題，讓我們能夠獲取廣視野、高分辨率的圖像，由此，突破了光學成像系統的物理極限。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于壓縮感知的FPM算法。

本發明提供的基于壓縮感知的FPM算法包括以下步驟：

1)用FPM平臺采集不同光照下的低分辨率的圖像r_i(x,y)，包括：控制LED陣列中LED逐點發光，成像裝置選擇當前LED對應的曝光時間采集圖像r_i(x,y)；

2)基于不同角度光照下所得到的圖像其實是正射下的圖像在頻域進行平移得到的特點，對采集到的圖像ri(x,y)建立約束

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

其中，H(x,y)為最終結果，C_i為提取矩陣，為提取矩陣C_i的轉置；

基于該約束，根據壓縮感知構造求解最優問題的優化問題：