【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像处理与光学工程，具体涉及一种基于压缩感知的单片衍射透镜系统消色差方法。
技术介绍
1、传统的光学系统为消除像差，采用多个透镜，系统结构复杂笨重且昂贵，难以满足轻量化需求，而衍射透镜厚度在微米级，具备超薄和轻量化的优势，单一衍射透镜可实现对光场的复杂调控，具备替代传统折、反系统的潜力，但其固有的衍射机理导致严重色散问题，限制了在宽谱段的高精度成像应用，因此需要从后端图像处理算法角度进行矫正恢复。
2、目前针对合成孔径系统的成像增强方法普遍采用的是基于交叉通道先验的方法，中心思想是对设计波长通道进行去模糊，其它两通道去模糊锐化进行颜色矫正，但是当无法对噪声功率谱有较好的估计时，复原效果较差，同时由于衍射效率较低，使得图像呈现蒙雾效果。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出一种基于压缩感知的单片衍射透镜系统消色差方法，压缩感知理论在图像处理上的两个关键特性：1.在某一变换域上稀疏；2.测量矩阵呈现不相关性。对于单片衍射透镜成像系统而言，其psf函数（psf，point spread function）满足这个特性，因此可直接用作测量矩阵。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种基于压缩感知的单片衍射透镜系统消色差方法，包括以下步骤：
4、步骤一：搭建实验平台获得单片衍射透镜系统的psf函数；
5、步骤二：拍摄获得色差图像；
6、步骤三：执行压缩感知算法，将获得的
7、步骤四：基于rgb三通道分解结果，建立压缩感知的单片衍射透镜系统消色差模型，其中，将经过rgb三通道分解后的psf函数作为测量矩阵，将经过rgb三通道分解后的色差图像作为观察数据，对压缩感知的单片衍射透镜系统消色差模型采用全变分正则化方法进行约束；
8、步骤五：利用压缩感知算法进行迭代优化，对压缩感知的单片衍射透镜系统消色差模型进行最小化求解，获得最佳估计图像。
9、本专利技术的有益效果在于：
10、1.不需要复杂的工艺结构设计制造，只通过后端图像处理算法对衍射透镜色差进行矫正，经过多次迭代估计即可得到最终的清晰图像；
11、2.与现有传统恢复算法对比，本专利技术具有更好的泛化能力，恢复效果没有雾层效果；与深度学习恢复算法相比，不需要高算力和大量的数据集，就能取得较好的恢复效果；
12、3.本专利技术能够有效的解决系统成像出现的噪声以及色散的图像退化问题。
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1.一种基于压缩感知的单片衍射透镜系统消色差方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于压缩感知的单片衍射透镜系统消色差方法，其特征在于，所述步骤三包括，对拍摄获得的色差图像基于RGB三通道分解，得到对应色差图像的三个MN图像矩阵，M，N分别代表图像矩阵高，宽像素数，为RGB三通道中每个通道的单个图像矩阵的像素尺寸；测量得到单片衍射透镜系统的PSF函数，根据RGB三通道对PSF函数分解，得到对应PSF函数的另三个MN的图像矩阵。
3.根据权利要求2所述的一种基于压缩感知的单片衍射透镜系统消色差方法，其特征在于，所述步骤四包括，建立压缩感知的单片衍射透镜系统消色差模型，表达式如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于压缩感知的单片衍射透镜系统消色差方法，其特征在于，全变分正则化函数表达式如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于压缩感知的单片衍射透镜系统消色差方法，其特征在于，所述步骤五包括，将步骤三中色差图像经过RGB三通道分解后的图像矩阵与PSF函数经过RGB三通道分解后的图像矩阵在对应的分解通道进行迭代，求解优
...【技术特征摘要】
1.一种基于压缩感知的单片衍射透镜系统消色差方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于压缩感知的单片衍射透镜系统消色差方法，其特征在于，所述步骤三包括，对拍摄获得的色差图像基于rgb三通道分解，得到对应色差图像的三个mn图像矩阵，m，n分别代表图像矩阵高，宽像素数，为rgb三通道中每个通道的单个图像矩阵的像素尺寸；测量得到单片衍射透镜系统的psf函数，根据rgb三通道对psf函数分解，得到对应psf函数的另三个mn的图像矩阵。
3.根据权利要求2所述的一种基于压缩感知的单片衍射透镜系统消色差方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈健颖，范斌，赵玺俊，钟烁，张涛，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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