[發明專利]基于分形插值的提高圖像分辨率的關聯成像方法

有效

• 申請號: 201510364590.0
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN104933745B
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 張聞文;李白凌;陳錢;顧國華;何偉基
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G06T5/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 唐代盛

本發明公開了一種基于分形插值的提高圖像分辨率的關聯成像方法，在分形插值的過程中采取了對采樣總體進行小區域劃分的方法，讓各個小區域按照各自的插值公式進行計算，之后再將小區域組成總體，從而完成對空間光強采樣的插值計算，在完成插值的基礎上本發明通過最終的關聯運算，來得到高圖像分辨率的成像。本發明不需要對信號進行變換域轉換，更不需要對矩陣進行稀疏處理，僅僅通過對光場的分形插值，就能大大提高圖像分辨率，實現簡單，計算更速度快；在保持圖像總體的條件下，通過少量采樣便能得到較高的圖像分辨率，有著較高的成像效率。

技術領域

本發明屬于圖像處理領域，特別是一種基于分形插值的提高圖像分辨率的關聯成像方法。

背景技術

關聯成像，即鬼成像，是二十世紀九十年代發展起來的一種新型成像技術，該技術不同于常規成像，探測器獲得的并非圖像本身，而是記錄光場的漲落信息，再通過后續信息處理來獲得目標物體圖像，能夠解決成規技術不能解決的問題，可應用在衛星遙感、激光雷達、醫學成像等多種領域。

傳統關聯成像所運用的原理是利用了光場的高階關聯[Gatti A,Brambilla E,Bache M,et al.Ghost imaging with thermal light:comparing entanglement andclassical correlation.[J].Physical Review Letters,2004,93(9):093602.]。其存在采樣次數較多，成像時間長并且成像質量有待提高的諸多問題。為了解決這些問題，有學者在成像算法中運用了壓縮感知技術[O.Katz,Y.Bromberg,and Y.Silberberg.Compressiveghost imaging.Appl.Phys.Lett.95,113110(2009)]。壓縮感知理論的運用，在一定程度上減少了關聯成像的采樣次數，但是針對于獲取高分辨率的關聯成像時，該技術仍然需要大量的采樣基礎，并且數據計算量大，計算時間較長。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于分形插值的高圖像分辨率的關聯成像方法，其實現簡單，計算速度快，并且擁有較高的插值精度和成像效率。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于分形插值的提高圖像分辨率的關聯成像方法，包括以下步驟：

(1)插值前小區域的劃分

對點探測器和面陣探測器得到的光強數據進行關聯運算，得到初始數據，依據初始數據，將面陣探測器得到的總體采樣矩陣平均地分為小區域，各小區域具有各自的插值函數；

(2)插值函數迭代次數和壓縮比的確定

分形插值的迭代次數和小區域的劃分情況共同決定了最終插值所得的數據量，插值數據量為初始數據的1至3倍，迭代次數為1；分形插值函數壓縮比不大于0.05；

(3)插值函數的確定

對劃分好的小區域分別進行分形插值，建立各自的壓縮映射插值函數，所以每個小區域對應的插值函數僅由該小區域的光強分布確定，每一小區域確定一組插值函數，每個小區域壓縮比保持一致，按照迭代次數對各小區域進行插值處理；

(4)插值后的關聯運算

對所有小區域使用分形插值之后，將每個小區域的插值結果合并成新的光強分布矩陣，依據該光強矩陣重新進行關聯運算，最后輸出結果。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：(1)不需要對信號進行變換域轉換，更不需要對矩陣進行稀疏處理，僅僅通過對光場的分形插值，就能大大提高圖像分辨率，實現簡單，計算更速度快；(2)關聯成像的計算過程實際為對目標圖像的重建，根據分形插值理論，在插值過程中要求了插值的數據量，從而保證較高的插值精度；(3)在保持圖像總體的條件下，通過少量采樣便能得到較高的圖像分辨率，有著較高的成像效率。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。