[發(fā)明專利]一種非均勻陣列探測激光光斑圖像的復(fù)原顯示方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011453614.7 | 申請日： | 2020-12-12 |
| 公開（公告）號： | CN112488975B | 公開（公告）日： | 2022-10-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 富容國;周崗 | 申請（專利權(quán)）人： | 南京理工大學(xué) |
| 主分類號： | G06T5/50 | 分類號： | G06T5/50;G06T3/40;G06T7/13 |
| 代理公司： | 南京理工大學(xué)專利中心 32203 | 代理人： | 岑丹 |
| 地址： | 210094 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 均勻 陣列 探測 激光 光斑 圖像 復(fù)原 顯示 方法 | ||
1.一種非均勻陣列探測激光光斑圖像的復(fù)原顯示方法，其特征在于，具體步驟為：
步驟1：對激光光斑圖像的不同分布密度區(qū)域進行采樣，得到三幅圖像，包括以間隔3個像素點由外向內(nèi)對激光光斑圖像進行采樣得到第一幅圖像；以間隔1個像素點對除去最外層分布密度區(qū)域的激光光斑圖像進行采樣得到第二幅圖像；以無間隔像素點對最內(nèi)層分布密度區(qū)域的初始激光光斑圖像進行采樣得到第三幅圖像；
步驟2：分別計算第一幅圖像與第二幅圖像的各個方向的梯度值；
步驟3：根據(jù)梯度值分別計算第一幅圖像與第二幅圖像的擴散梯度值；
步驟4：根據(jù)擴散梯度值，求出分辨率擴大后的第一幅圖像和第二幅圖像不同方向上的擴散梯度值；
步驟5：根據(jù)擴大分辨率后的圖像的各點擴散梯度值確定各點是否為邊緣點，如果該點是非邊緣點，則采用Lanczos插值法，利用周圍已知像素點插值出未知點，如果該點是邊緣點則采用邊緣融合插值算法，插出未知像素點，得到第一次插值后的第一幅圖像和第二幅圖像；
步驟6：對第一次插值后的第一幅圖像重復(fù)執(zhí)行一次步驟4、5；
步驟7：將第三幅圖像替換掉插值后的第二幅圖像中心對應(yīng)區(qū)域得到第一合成圖像，用第一合成圖像替換步驟6得到的第一幅圖像中心對應(yīng)區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非均勻陣列探測激光光斑圖像的復(fù)原顯示方法，其特征在于，計算第一幅和第二幅圖像各個方向的梯度值Uθ的具體公式為：
Uθ＝f(i,j)*Kernel
式中，f(i,j)是圖像在i,j像素點的像素值，Kernel是卷積核，“*”是卷積運算符。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非均勻陣列探測激光光斑圖像的復(fù)原顯示方法，其特征在于，計算4個方向的梯度值，分別為：θ＝0°，θ＝90°，θ＝45°，θ＝135°，
當θ＝0°時，
當θ＝90°，
當θ＝45°，
當θ＝135°，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非均勻陣列探測激光光斑圖像的復(fù)原顯示方法，其特征在于，第一幅和第二幅圖像的各個方向的擴散梯度值uθ滿足能量泛函模型：
E(uθ)＝Ed(uθ)+λEs(uθ)
其中，λ是一個正則參數(shù)，uθ是θ方向的擴散梯度值，Ed(uθ)是數(shù)據(jù)保真項，形式為；
其中，Uθ是θ方向上的梯度值；
Es(uθ)是平滑項，表示為：
E(uθ)表示擴散后的能量值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非均勻陣列探測激光光斑圖像的復(fù)原顯示方法，其特征在于，根據(jù)擴散梯度值，求出分辨率擴大后的第一幅圖像和第二幅圖像不同方向上的擴散梯度值的具體方法為：將步驟1中的第一幅圖像、第二幅圖像分辨率擴大兩倍，將步驟3得到的擴散梯度值復(fù)制到擴大兩倍后的圖像的對應(yīng)位置；對于擴大分辨率后的圖像的空白處的擴散梯度值為采用Lanczos插值算法插值求得的值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非均勻陣列探測激光光斑圖像的復(fù)原顯示方法，其特征在于，擴大分辨率后的圖像的空白處的擴散梯度值的具體計算公式為：
式中，x，y是像素坐標點，分別表示對x，y向下取整，a為參數(shù)，L(x)是x方向插值核函數(shù)，L(y)是y方向的插值核函數(shù)，si，j是已知像素點的擴散梯度值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非均勻陣列探測激光光斑圖像的復(fù)原顯示方法，其特征在于，根據(jù)擴大分辨率后的圖像的各點擴散梯度值確定各點是否為邊緣點的具體方法為：
將對角線方向的每個像素點對應(yīng)的擴散梯度值作差，若差值大于設(shè)定閾值，則該像素點為邊緣像素點。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非均勻陣列探測激光光斑圖像的復(fù)原顯示方法，其特征在于，采用邊緣融合插值算法，插出未知像素點的具體公式為：
I＝ω(Ia+Ib)+(0.5-ω)(Ic+Id)
ω是可調(diào)參數(shù)，i表示的是待求像素的灰度值，Ia，Ib，Ic，Id表示已知的像素灰度值。
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