[發明專利]一種基于鋪裝簡單曲面的多次曝光圖像重建方法

有效

• 申請號: 201711321275.5
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108053378B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 王蕾;李國亮
• 申請（專利權）人: 中國科學院紫金山天文臺
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發明公開了一種基于鋪裝簡單曲面的多次曝光圖像重建方法，該方法旨在擬合一簇鋪裝簡單曲面，得到對被觀測物體的高分辨率最佳近似圖像，對最佳近似圖像的一系列模擬觀測將得到與真實觀測圖像幾乎一樣的圖像。該方法同樣適用于利用任意一簇參數化鋪裝曲面對多次曝光圖像進行擬合(Tessellated Parameterized Surface Fitting，TPSF)，應該說該方法是TPSF的一個特例。在圖像重建的保真性方面明顯優于前人發展的Drizzle和iDrizzle技術，特別對于細節豐富(小尺寸結構)和流量變化較大的區域有獨特優勢。自適應TSSF能自動調整計算量到細節豐富的區域，在計算速度上要快于iDrizzle技術。

December 12，2017

1技術領域

在圖像采集領域，像素點是采集光子(或其他粒子)和組成圖像的基本單元。實際中像素點數目是有限的，如此一來圖像分辨率就是有限的，也就是說單次曝光采樣率是確定的。要得到高分辨率圖像，有兩種方法：一是增加單位面積上的像素點數目；二是通過多次曝光提高采樣率。第一種方法需要產品升級換代，這里就需要考慮硬件成本。第二種方法則需要一套高效可靠的算法來提升圖像分辨率。本發明就是針對第二種方法，提出一項增加圖像保真度的技術。

2背景技術

由于工藝技術局限方面和經濟成本方面的考慮，很多成像設備采樣率其實是大大低于設備最高光學分辨率的，這就造成低采樣率問題。從而導致高頻信號出現混疊(alias-ing)圖像表現出模糊，馬賽克化(也就是像素化，pixelation)等問題。前人的反混疊(anti-aliasing)技術已經用在哈勃空間望遠鏡(HST)的圖像拼接上如Fruchter等人發展的Drizzle和iDrizzle技術。Drizzle的特點是速度快，但混疊信號并沒有被完全反卷積出來，所以Drizzle只是圖像在高分辨率網格下的單純疊加，因而也沒有很好地去像素化。隨后在Drizzle的基礎上，Fruchter于2011年又發展出了多次迭代結合傅立葉空間平滑的方法來多次提取殘留信號，也即iDrizzle技術。iDrizzle首先要通過Drizzle技術把多次觀測到原始圖像放到一個過采樣的網格上，再多次與原始圖像對比，從殘差圖像中提取大部分信號，并加到結果中，最后通過sinc插值到目標分辨率，比如臨界采樣分辨率(簡稱臨界采樣率，critical sampling)。iDrizzle能比較好地實現反卷積，給出的圖像跟真實圖像差不太多，缺點也很明顯，就是耗費大量計算資源而且效果也不如后來我們發展的兩套方法《細分有理曲面(正向)去像素化技術》(即DSRS，專利號：201510982531X)，《一種快速有效去像素化技術》(即fiDrizzle，專利號：201611173333X)和《FiDrizzle多次采樣圖像重建技術》(即FiDrizzle，專利號：201710307681X)。