[發明專利]一種高分辨率圖像模擬低分辨率相機成像的方法

有效

• 申請號: 201911335915.7
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111246081B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 聶婷;陳長征;李憲圣;張星祥;畢國玲;劉洪興
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N5/372
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

本發明提供的高分辨率圖像模擬低分辨率相機成像的方法，根據事先輸入理想的高分辨率圖像，結合光學設計參數、CCD尺寸參數，同時考慮到CCD與光學傳函采樣對成像的影響，模擬出設計參數的低分辨率圖像方法，上述成像方法可根據輸入的光學參數及CCD尺寸大小由理想的高分辨率圖像模擬低分辨率成像效果，根據圖像的質量可以對光學設計進行反饋，經濟簡便便于相機的設計優化。

技術領域

本發明涉及計算機仿真技術領域，特別涉及一種高分辨率圖像模擬低分辨率相機成像的方法。

背景技術

分辨率是星載光學遙感系統的重要指標參數，由于相機的研制周期長、復雜度較高，故事先根據光學設計等參數評估成像效果尤為重要。

發明內容

有鑒如此，有必要針對現有技術存在的缺陷，提供一種經濟簡便便于相機的設計優化的高分辨率圖像模擬低分辨率相機成像的方法。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

本發明提供了一種高分辨率圖像模擬低分辨率相機成像的方法，包括下述步驟：

輸入原始高分辨率圖像Img_high，圖像大小為W*H；

輸入所述原始高分辨率圖像的分辨率，記為gsd_high；

輸入待擬合低分辨圖像的分辨率，記為gsd_low；

輸入模擬的低分辨相機的CCD尺寸，記為ccd_size和光學psf大小，記為psf_size及待模擬相機的光學傳遞函數，記為PSF_OP；

計算gsd_high與gsd_low的比例系數k，k＝gsd_low/gsd_high；

若k為整數，則定義num_resample＝k；若k為小數，將k取小數點后n位數得到k1，定義n_ccd＝k1*10n，n_psf＝10n；

計算n_ccd和n_psf的最大公約數r，并計算num_resample，所述num_resample＝n_ccd/r；

確定低分辨率圖像點擴散函數圖Img_psf的大小，其中，行row＝3*num_resample,列low＝3*num_resample，初始值賦值為0；

將Img_psf的中心位置賦值，具體賦值范圍為從第num_resample+1到num_resample*2行，第num_resample+1到2*num_resample列，該區域都賦值為1；

將Img_psf采用第一公式進行歸一化處理，

所述第一公式為：Img_psf＝Img_psf/sum(Img_psf)；其中，sum(Img_psf)代表點擴散函數的和；

采用第二公式用高分辨圖像卷積點擴散函數Img_psf得到初始將分辨率圖像img_con，所述第二公式如下：

img_con＝conv2(img_high,Img_psf,'same')，其中，conv2代表matlab工具二維上的卷積操作；

將圖像img_conv進行下采樣n倍，得到不考慮實際光學傳函的圖像img_low0，n＝1/num_resample；img_low0＝imresize(img_conv,n,'bilinear')；

其中，imresize代表MATLAB工具中一種插值工具，'bilinear'為三次插值；

根據輸入模擬的低分辨相機的CCD尺寸及待模擬相機的光學傳遞函數，計算num_resample1，num_resample1＝ccd_size/psf_size；