基于压缩感知的高分辨率红外成像系统及方法技术方案
【技术实现步骤摘要】
基于压缩感知的高分辨率红外成像系统及方法
本专利技术属于红外图像重构
，特别涉及压缩光谱成像
中的一种基于压缩感知的高分辨率红外成像系统及方法。本专利技术可用于红外谱段光谱图像的获取和重构，提高图像的空间分辨率，重构出高分辨率、髙灵敏度的红外成像。
技术介绍
在图像应用领域，细节分辨能力不足是限制图像的视觉效果以及目标理解和识别性能的重要因素。在红外影像等医学成像领域，图像分辨率严重受限于探测器阵列的像元数量和尺寸。提高图像分辨率最直接方法是改进图像传感器制造工艺，即从硬件上减小像元尺寸、增加探测器阵列的像元数量。但是，减小像元大小会引入图像噪声，增加像元数量又会降低传感器的工作效率，使其可靠性降低。同时，高分辨率成像设备的制造成本急剧增加，昂贵的价格也会限制其应用推广。如何使用现有低分辨率探测器，实现高空间分辨率、高动态范围的红外成像，是摆在我们面前的一道难题。近年发展起来的计算成像方法、尤其是基于压缩感知理论的计算成像方法，为创新红外成像模式带来了新的机遇。AshwinA.Wagadarikara,NikosP.Pitsianisabc,Xiaob...
【技术保护点】
一种基于压缩感知的高分辨率红外成像系统，其特征在于，包括设置于系统最前端的镜头组以及按照光路透过顺序依次排列的谱段划分模块、压缩采样模块、观测模块、重构模块、合成图像模块；其中：所述的镜头组，用于聚焦场景图像；所述的谱段划分模块，用于对原始的红外光谱图像划分谱段；所述的压缩采样模块，包括编码模板、色散元件；所述的编码模板，用于对划分谱段后的光谱信息进行编码；所述的色散元件，用于对编码后的光谱信息进行平移，得到色散后的光谱信息；所述的观测模块，用于对色散后的光谱信息进行采集，从光通道中提取混叠观测信息；所述的重构模块，用于进行基于CASSI的多光谱红外图像重建；所述的合成图像...
【技术特征摘要】
1.一种基于压缩感知的高分辨率红外成像系统，其特征在于，包括设置于系统最前端的镜头组以及按照光路透过顺序依次排列的谱段划分模块、压缩采样模块、观测模块、重构模块、合成图像模块；其中：所述的镜头组，用于聚焦场景图像；所述的谱段划分模块，用于对原始的红外光谱图像划分谱段；所述的压缩采样模块，包括编码模板、色散元件；所述的编码模板，用于对划分谱段后的光谱信息进行编码；所述的色散元件，用于对编码后的光谱信息进行平移，得到色散后的光谱信息；所述的观测模块，用于对色散后的光谱信息进行采集，从光通道中提取混叠观测信息；所述的重构模块，用于进行基于CASSI的多光谱红外图像重建；所述的合成图像模块，用于对重构的多光谱红外图像进行合成，得到宽谱高分辨率红外图像。2.根据权利要求1所述的基于压缩感知的高分辨率红外成像系统，其特征在于，所述压缩采样模块中的编码模板是一块随机贴装有阵列状透光隔光材料的锗晶体圆片，设置于镜头组的正后方。3.根据权利要求1所述的基于压缩感知的高分辨率红外成像系统，其特征在于，所述压缩采样模块中的色散元件是由两块相同的硒化锌材料棱镜和一块锗材料棱镜拼接而成的阿米西amici棱镜，设置于编码模板的正后方。4.根据权利要求1所述的基于压缩感知的高分辨率红外成像系统，其特征在于，所述观测模块为红外探测器，设置于色散元件的正后方。5.一种基于压缩感知的高分辨率红外成像方法，包括如下步骤：(1)划分谱段：按照下式，谱段划分模块对红外光谱场景图像划分谱段：其中，X0(i,j,λ)表示划分后的光谱图像X0在空间位置和谱段组成的坐标系中第λ个谱段的光谱信息，i表示空间位置和谱段组成的坐标系的横坐标，1≤i≤W，W表示红外光谱场景图像X的宽度，j表示空间位置和谱段组成的坐标系的纵坐标，1≤j≤H，H表示红外光谱场景图像X的长度，λ表示划分的第λ个谱段，1≤λ≤K，K表示划分的谱段总数；(2)获得混叠后的光谱信息：(2a)按照光谱信息编码公式，编码模板对划分谱段后的光谱信息进行编码；(2b)采用光谱信息混叠方法，色散元件将编码后的光谱信息进行混叠，得到混叠后的光谱信息；(3)采集混叠观测信息：观测模块按照下式对混叠后的光谱信息进行采集，得到混叠观测信息：其中，Y(m,n)表示在谱段叠加后的空间坐标系中第m行第n列的混...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘丹华，张楷伟，高大化，郭宇飞，宋雪岩，石光明，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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