一种基于线扫描的图像超分辨率方法技术

本发明专利技术提出了一种基于线扫描的图像超分辨率方法，利用低分辨率探测器结合高分辨率空间调制器通过正交方向的线扫描获取多幅包含目标不同像素位置信息的低分辨率图像，进一步分别对两个方向上的低分辨率图像进行对应像素信息的提取和拼接融合得到两个方向上的图像超分辨率重建结果。最后提出一种基于全局和低秩约束的联合重建方法对两个方向的重建结果进行融合和条纹去噪，最终得到目标高分辨率重建图像。通过调整空间光调制器的工作像素和探测器成像区域像素实现不同超分辨率倍数的图像重建，通过调整扫描间隔来平衡采样时间与重建质量之间的关系，具有较强的灵活性和鲁棒性。本发明专利技术提供的方法分辨率增强效果显著，方法竞争力强。法竞争力强。法竞争力强。

【技术实现步骤摘要】
一种基于线扫描的图像超分辨率方法


[0001]本专利技术属于图像超分辨率领域，涉及一种基于线扫描的图像超分辨率方法，适用于各种资源受限的图像超分应用场景。

技术介绍

[0002]图像超分辨率重建(Super
‑
Resolution，SR)是指从观测到的同一场景的单幅或者多幅低分辨率(Low Resolution，LR)图像中，通过相应的算法恢复一个高分辨率(High Resolution，HR)图像的过程。该技术已经广泛应用在医疗诊断、遥感探测、计算机视觉以及军事侦察等各个领域
[1,2]。
[0003]传统的图像超分辨率方法包括插值方法和基于学习的方法。最早使用的插值方法
[3]只能利用低分辨率图像自身的像素信息对周围下像素进行插值实现高分辨率图像重构，难以得到满意的结果。为了缓解这一问题，基于实例学习的方法
[4
‑
7]通过尽可能挖掘LR与HR图像块对之间的映射关系，并将其作为先验知识重构更高质量的高分辨率图像。近年来，基于深度学习的方法
[8<br/>‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于线扫描的图像超分辨率方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，搭建光学系统，将白光光源打在目标物上，使目标的反射光经过物镜会聚在空间光调制器表面，经空间光调制后的物体高分辨率线扫描信息经过成像透镜成像在图像探测器光敏面上，根据分辨率增强的倍数设置空间光调制器的工作像素大小以及相应图像探测器成像区域像素大小；步骤2，对空间光调制器和探测器进行工作频率同步匹配；步骤3，空间光调制器在水平和垂直方向设置合适的线扫描间隔分别对投影的目标信息进行扫描，用图像探测器获取每次扫描图像，从而在正交方向上得到目标一系列低分辨率图像；步骤4，将步骤3中得到的系列低分辨率图像分别在水平和垂直方向上进行对应像素位置的拼接融合后得到两个方向上的图像超分结果；步骤5，对步骤4中得到的正交方向上的超分结果进行融合重建，同时解决因为像素扫描带来的线状条纹噪声的问题，从而得到最终的高分辨率重建图像。2.如权利要求1所述的一种基于线扫描的图像超分辨率方法，其特征在于：步骤1的具体实现包括以下子步骤：步骤1.1，将白光光源照射到探测目标的表面，目标表面反射光经焦距为f的双胶合透镜会聚在空间光调制器液晶工作面上；步骤1.2，旋转空间光调制器前后两个偏振片，使其偏振方向为正交方向，从而使空间光调制器调制效果最佳；步骤1.3，在空间光调制器中输入像素大小为M
×
N的全通矩阵，使其与目标信息相作用后通过一组变焦镜头成像在CCD光敏面上，进一步调整镜头焦距使CCD成像区域像素大小为m
×
n，分辨率增强倍数S
r
为空间光调制器与CCD成像区域像素之比，即：3.如权利要求1所述的一种基于线扫描的图像超分辨率方法，其特征在于：步骤2中设置空间光调制器图像翻转频率f
s
与CCD图像采集频率f
z
相同，即可实现空间光调制器和探测器的工作频率同步匹配。4.如权利要求1所述的一种基于线扫描的图像超分辨率方法，其特征在于：步骤3的具体实现包括以下子步骤：步骤3.1，在计算机上设计需要的线扫描调制矩阵，在水平方向上，设置扫描间隔为T，T≥S
r
，此时需要T个调制矩阵，第p个调制矩阵为：其中，R
(i,j)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：田昕，肖滢，刘芮，何访，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：