[發明專利]數據缺損的隨機相位加密編碼圖像的解碼技術

在審

• 申請號: 202010977346.2
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112184724A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 孫文卿;陳浩博;王軍;陳寶華;吳泉英
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/62;G06T5/10;G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出了一種從數據缺損的隨機相位編碼圖像的解碼技術，該方法在有效數據區域內，隨機選擇一系列子圖像，再計算出子圖象的自相關以及能量譜函數，然后通過子圖象的自相關疊加和相位恢復算法，最終恢復出原始圖像的信息。該技術的特點在于，可以從不完整的散射圖片數據中恢復出目標物的信息，無需知道目標物的任何先驗信息，也不需要知道圖像產生降質的原因，從而能夠在圖像被部分遮擋的情況下恢復目標物信息，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種圖像解碼技術，尤其涉及一種從數據缺損的隨機相位編碼圖像中進行圖像解碼的技術。

背景技術

在軍事、工業、生物、交通、通信等領域中，隨機相位編碼圖像無處不在，例如霧霾、渾濁液體、皮膚組織、毛玻璃等介質，都會造成入射光強烈的散射，通過這類介質的圖像，相當于進行了隨機相位編碼，在很多情況下，無法從經過隨機相位編碼的圖像中提取出有效的物體信息。在對通過散射介質的圖像解碼的過程中，有一種處理方式是通過圖像的增強技術。該技術不考慮圖像的降質原因，只是單純的提高圖像的對比度，該技術適用范圍廣，可以有效的改善圖像質量。同時，該類技術往往不需要很復雜的過程，處理速度快，也不需要對具體的物理場景進行建模。然而，這類技術在不同場景下得到結果往往差別很大，尤其是當散射十分嚴重的時候，無論怎么增強圖像，也不可能獲得目標物的信息。典型的圖像增強技術包括直方圖均衡化技術、Retinex技術及小波變換技術等。而另一種通過散射介質的圖像解碼技術主要是通過對具體物理場景進行建模，找到圖像退化的機制，依靠先驗知識或前提假設對圖像退化的原因進行估計，并試圖反演出該過程，從而實現消除干擾因素，提高圖像質量。然而，這類技術的算法往往比較復雜，計算時間較長，應用范圍受到一定限制。其中較為典型的算法包括維納濾波、盲去卷積算法、Richardson-Lucy算法等。

然而，物體經過強散射介質成像后，其信息完全喪失，人眼完全不能對圖像內容進行識別。此外，在具體應用場景中，相機可能會被障礙物遮擋，從而不能獲得完整的散射成像圖片。

為了解決這個問題，本發明提出了一種從數據缺損的隨機相位加密編碼圖像的解碼技術。避免了障礙物遮擋的對成像結果的影響。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出了一種從數據缺損的隨機相位編碼圖像的解碼技術，本發明中針對灰度散斑圖進行處理。下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明。為實現上述目的，本發明的方案包括：

如圖1所示，包括如下步驟：

1）目標物的函數可以表示為f(x,y)，采集到數據不完整的散射圖像為I(x,y)，對于灰度圖像，它在每個像素上都是實數，x和y分別表示圖像的像素坐標，圖像的像素尺寸為M*N，該技術的目的是從I(x,y)中盡可能準確的恢復出f(x,y)。在圖像中，有包含了散射信息的區域是有效區域，被障礙物遮擋的區域屬于無效區域，將有效區域定義為Ω，無效區域定義為Ω^C。

2）給定子圖像與無效區域的最大重疊面積B，給定子圖像sI的尺寸m0和n0，一般而言，m0M，n0N。

3）在[1,(M-m0)]和[1,(N-n0)]之間選定一組隨機整數，作為子圖像sI的左上角的坐標，設為(xi,yi)，根據子圖像的尺寸m0和n0，子圖像的像素x軸坐標范圍從xi到xi+m0-1，y軸坐標范圍從yi到yi+n0-1，設其范圍為A，計算該圖像中屬于無效區域Ω^C的像素面積，如果其結果大于最大重疊面積B，則回到此步驟開頭，重新選擇子圖像左上角的坐標，選擇子圖像，再計算重疊面積，直到選擇出滿足要求的子圖像sI。

4）對該子圖像sI做自相關運算，

AutoI(x,y) = I(x,y)**I(x,y)，（1）

其中，**表示自相關運算，從其自相關函數AutoI(x,y)中可以計算出信號的能量譜，即