[发明专利]一种基于联合分数傅里叶变换的位移矢量探测方法及装置

权利要求书

1.一种基于联合分数傅里叶变换的位移矢量探测方法，包括：

(1)读入待调整视频，并将视频分解为单帧图像，确定总帧数N；

(2)设定傅里叶变换级次p₂，确定参考图像为第一帧图像f₁(x，y)；

(3)确定目标图像为第t帧图像f_t(x，y)，将参考图像和目标图像对称的置于输入坐标系原点的两侧，形成输入图像f(x，y)，其中1＜t≤N；

(4)对输入图像f(x，y)进行傅里叶变换，得到输入图像f(x，y)的傅里叶变换频谱，对傅里叶频谱进行平方运算得到输入图像的傅里叶变换功率谱；

(5)对傅里叶功率谱进行级次为p₂的分数傅里叶变换，得到互相关峰的整数坐标，在整数坐标周围取一邻域，利用质心算法求取互相关峰值的亚像素坐标，亚像素坐标与整数坐标相加得到存在位移矢量的目标图像的互相关峰的坐标(x_p2，y_p2)；

(6)取目标图像为第一帧图像f₁(x，y)，将参考图像和目标图像对称的置于坐标系原点的两侧，形成输入图像；重复步骤(4)和(5)得到不存在位移矢量时的理想输出的互相关峰的坐标(x_i，y_i)；

(7)根据目标图像的互相关峰的坐标(x_p2，y_p2)和理想输出的互相关峰的坐标(x_i，y_i)得到步骤(3)中目标图像与参考图像之间位移矢量(a，c)；

所述的位移矢量(a，c)的计算式为：

a=xp2-xisinα2c=yp2-yisinα2]]>

其中：0＜p₂＜1。

2.根据权利要求1所述的基于联合分数傅里叶变换的位移矢量探测方法，其特征在于，所述的级次p₂满足：0.75＜p₂＜1。

3.一种基于联合分数傅里叶变换的位移矢量探测装置，包括第一激光器、第二激光器、第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜、第一傅里叶变换透镜、第二傅里叶变换透镜、至少一个控制计算机、第一探测相机、第二探测相机、第一空间光调制器和第二空间光调制器，其特征在于，

所述的第一空间光调制器置于第一傅里叶变换透镜的前焦距处；

所述的控制计算机用于将参考图像和目标图像传输至第一空间光调制器形成输入图像，且将输入图像对称显示在第一空间光调制器的中央；

所述的第一激光器产生的激光准直后经过第一偏振分光棱镜，照射至第一空间光调制器上，反射后的激光振幅经过第一空间光调制器的调制进入第一傅里叶变换透镜；

所述的第一探测相机置于距离第一傅里叶变换透镜的后焦距处，用于采集输入图像经过第一傅里叶变换透镜后的傅里叶变换功率谱；

所述的第二空间光调制器置于距离第二傅里叶透镜的前d₂处，控制计算机用于将第一探测相机采集到的傅里叶变换功率谱输入至第二空间光调制器上，且对称显示在第二空间调制器的中央；

所述的第二激光器产生的激光准直后经过第二偏振分光棱镜，照射至第二空间光调制器，反射后的激光振幅受到第二空间光调制器的调制进入第二傅里叶变换透镜；

所述的第二探测相机置于距离第二傅里叶透镜的后d₂处，用于采集傅里叶变换功率谱经过分数傅里叶变换后的相关输出，并传送给控制计算机，控制计算机最后根据互相关输出数据及理想输出数据得到目标图像与参考图像之间的位移矢量；

其中：d₂＝f₂(1-cosα₂)；

f₂为第二个傅里叶变换透镜的焦距，p₂为分数傅里叶变换级次。