[发明专利]多线阵CCD亚像元错位成像超分辨率重构方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超分辨率图像重构方法，具体涉及多线阵CCD亚像元错位成像超分辨率重构方法。 

将n片线阵CCD集成在同一器件中，在线阵方向上依次错开1/n个像元，同时读出时间减为原读出时间的1/n，然后采用软件算法包括：插值、估计模糊核、及去模糊，重构高分辨率图像使其分辨率提高为原来的n倍。 

背景技术

CCD几何超分辨可从软件、硬件的角度来实现。软件插值只是利用低分辨率图像原始信息，而并未获得新的图像信息，因此，分辨率很难提高；在硬件实现方法中，大多采用亚像元成像方法：获得同一目标的具有相互移位信息的多幅低分辨率图像，通过提取移位图像中的冗余信息来提高CCD几何分辨率。目前较为流行实现亚像元成像的技术途径：是法国SPOT-5和德国宇航中心研制的HSRS(Hot Spot Recognition Sensors)提出的新型CCD设计方案中，把两片错位的长线阵CCD集成在一个芯片上，即焦面集成，这样两片CCD在同一视场上获得两幅低分辨图像，在后续图像处理中，采用重构算法将这两幅图像融合处理获得高分辨率清晰的图像。从发表文献来看，目前所使用重构算法有：赵秀影，胡玉臣，翟林培等.“一种亚像素级图像超分辨恢复算法”光电技术应用,2009,24(5):54-56也是依据低分辨率图像与高分辨率图像的位置关系，给出比较简单的迭代分解像元算法重构高分辨率图像。刘妍妍，张新，徐正平等“利用异形像元探测器提高空间分辨率”光学精密工程，2009，17(10):2621-2627其重构方法是利用低分辨率各个像素灰度值与高分辨率图像中像素灰度值之间解析关系，反演高分辨率图像。以上算法都是针对两片线性CCD成像的超分辨率重构，但若采用多片依次错位的线阵CCD集成在一个芯片上，使分辨率进一步增加，此时可获得多幅低分辨图像，以上方法便不在适用，如迭代分解像元法或反演法得到的方程组为超定方程组通常意义下无解。 

发明内容

本发明为解决现有方法只能实现对两片线性CCD成像的超分辨率重构的问 题，提供一种多线阵CCD亚像元错位成像超分辨率重构方法。 

多线阵CCD亚像元错位成像超分辨率重构方法，该方法由以下步骤实现： 

步骤一、多线阵CCD亚像元错位成像，获得多幅高分辨率图像；具体为：在CCD器件内部集成n片相同的线阵CCD，n片CCD在线阵方向错开a/n个像元，在扫描方向上错开n×a个错位图像；所述CCD像元数目为N、像元尺寸为a×a，所述n和a为正整数； 

步骤二、高分辨率图像插值；对步骤一获得的多幅图像进行插值处理，获得多幅模糊图像； 

具体的插值过程为：设定每片CCD扫描距离为N×a，则获得n组N×nN个像元灰度值数据，即获得n幅模糊图像；对n组像元灰度值数据进行重组， 

所述对n组成像数组进行重组的原则为：将n组成像数组分别记为：，其中，1≤i≤N，1≤j≤nN，设定高分辨率图像灰度值矩阵为H_ij，所述1≤i≤nN，1≤j≤nN，用公式一表示为：