[發明專利]光纖束圖像處理方法、系統、計算機設備和存儲介質

有效

• 申請號: 202010098735.8
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111292361B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 劉家林;楊西斌;徐寶騰;周偉;熊大曦
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: G06T7/32
• 分類號: G06T7/32;G06T5/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

1.一種光纖束圖像處理方法，其特征在于，所述方法包括：

構建參考圖像；

基于所述參考圖像確定光纖束串擾矩陣和透過率矩陣函數；

構建目標函數；

基于目標函數對待處理光纖束樣本圖像進行求解，重建待處理光纖束樣本圖像；

所述基于所述參考圖像確定光纖束串擾矩陣，具體包括：

基于參考圖像，測定光纖束中不同光纖的空間位置以及不同光纖間的空間距離，獲得光纖束串擾矩陣C為：

C_i,j＝exp(-β×d_i,j^α)

式中，C_i,j表示第i個光纖與第j個光纖之間的串擾，d_i,j表示第i個光纖與第j個光纖之間的空間距離，β和α表示光纖間串擾的強度，β、α均為大于0的常數；

確定所述透過率矩陣函數，具體包括：

基于光纖束串擾矩陣C，利用圖像復原算法對參考圖像進行處理，獲得光纖束透過率矩陣函數M為：

式中，inv(C)表示光纖束串擾矩陣C的逆，和分別表示傅里葉變換和傅里葉反變換，y_M表示參考圖像，h表示光纖束成像系統的點擴散函數，δ表示圖像復原因子；

所述目標函數為：

式中，y表示通過光纖束獲取的樣本圖像，x表示理想的光纖束樣本圖像，表示重建后的光纖束樣本圖像，表示卷積操作，表示圖像差值項，||x||_p表示圖像先驗項，λ表示圖像先驗項的權重，p表示圖像先驗項的具體范數，p＝1表示l1范數，p＝2表示l2范數，p＝TV表示TV正則化。

2.根據權利要求1所述的光纖束圖像處理方法，其特征在于，所述構建參考圖像，具體包括：通過光纖束對均勻發光樣品進行采樣獲得參考圖像。

3.根據權利要求2所述的光纖束圖像處理方法，其特征在于，所述方法還包括：

對多幅重建的光纖束樣本圖像進行配準處理。

4.一種光纖束圖像處理系統，其特征在于，所述系統包括：

第一構建模塊，用于構建參考圖像；

數學模型建立模塊，用于基于所述參考圖像確定光纖束串擾矩陣和透過率矩陣函數；

第二構建模塊，用于構建目標函數；

重建模塊，用于基于目標函數對待處理光纖束樣本圖像進行求解，重建待處理光纖束樣本圖像；

所述基于所述參考圖像確定光纖束串擾矩陣，具體包括：

基于參考圖像，測定光纖束中不同光纖的空間位置以及不同光纖間的空間距離，獲得光纖束串擾矩陣C為：

C_i,j＝exp(-β×d_i,j^α)

式中，C_i,j表示第i個光纖與第j個光纖之間的串擾，d_i,j表示第i個光纖與第j個光纖之間的空間距離，β和α表示光纖間串擾的強度，β、α均為大于0的常數；

確定所述透過率矩陣函數，具體包括：

基于光纖束串擾矩陣C，利用圖像復原算法對參考圖像進行處理，獲得光纖束透過率矩陣函數M為：

式中，inv(C)表示光纖束串擾矩陣C的逆，和分別表示傅里葉變換和傅里葉反變換，y_M表示參考圖像，h表示光纖束成像系統的點擴散函數，δ表示圖像復原因子；

所述目標函數為：

式中，y表示通過光纖束獲取的樣本圖像，x表示理想的光纖束樣本圖像，表示重建后的光纖束樣本圖像，表示卷積操作，表示圖像差值項，||x||_p表示圖像先驗項，λ表示圖像先驗項的權重，p表示圖像先驗項的具體范數，p＝1表示l1范數，p＝2表示l2范數，p＝TV表示TV正則化。

5.根據權利要求4所述的光纖束圖像處理系統，其特征在于，所述系統還包括：

配準模塊，用于對多幅重建的光纖束樣本圖像進行配準處理。