[发明专利]基于分形插值的提高图像分辨率的关联成像方法

说明书

本发明公开了一种基于分形插值的提高图像分辨率的关联成像方法，在分形插值的过程中采取了对采样总体进行小区域划分的方法，让各个小区域按照各自的插值公式进行计算，之后再将小区域组成总体，从而完成对空间光强采样的插值计算，在完成插值的基础上本发明通过最终的关联运算，来得到高图像分辨率的成像。本发明不需要对信号进行变换域转换，更不需要对矩阵进行稀疏处理，仅仅通过对光场的分形插值，就能大大提高图像分辨率，实现简单，计算更速度快；在保持图像总体的条件下，通过少量采样便能得到较高的图像分辨率，有着较高的成像效率。

技术领域

本发明属于图像处理领域，特别是一种基于分形插值的提高图像分辨率的关联成像方法。

背景技术

关联成像，即鬼成像，是二十世纪九十年代发展起来的一种新型成像技术，该技术不同于常规成像，探测器获得的并非图像本身，而是记录光场的涨落信息，再通过后续信息处理来获得目标物体图像，能够解决成规技术不能解决的问题，可应用在卫星遥感、激光雷达、医学成像等多种领域。

传统关联成像所运用的原理是利用了光场的高阶关联[Gatti A,Brambilla E,Bache M,et al.Ghost imaging with thermal light:comparing entanglement andclassical correlation.[J].Physical Review Letters,2004,93(9):093602.]。其存在采样次数较多，成像时间长并且成像质量有待提高的诸多问题。为了解决这些问题，有学者在成像算法中运用了压缩感知技术[O.Katz,Y.Bromberg,and Y.Silberberg.Compressiveghost imaging.Appl.Phys.Lett.95,113110(2009)]。压缩感知理论的运用，在一定程度上减少了关联成像的采样次数，但是针对于获取高分辨率的关联成像时，该技术仍然需要大量的采样基础，并且数据计算量大，计算时间较长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于分形插值的高图像分辨率的关联成像方法，其实现简单，计算速度快，并且拥有较高的插值精度和成像效率。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于分形插值的提高图像分辨率的关联成像方法，包括以下步骤：

(1)插值前小区域的划分

对点探测器和面阵探测器得到的光强数据进行关联运算，得到初始数据，依据初始数据，将面阵探测器得到的总体采样矩阵平均地分为小区域，各小区域具有各自的插值函数；

(2)插值函数迭代次数和压缩比的确定

分形插值的迭代次数和小区域的划分情况共同决定了最终插值所得的数据量，插值数据量为初始数据的1至3倍，迭代次数为1；分形插值函数压缩比不大于0.05；

(3)插值函数的确定

对划分好的小区域分别进行分形插值，建立各自的压缩映射插值函数，所以每个小区域对应的插值函数仅由该小区域的光强分布确定，每一小区域确定一组插值函数，每个小区域压缩比保持一致，按照迭代次数对各小区域进行插值处理；

(4)插值后的关联运算

对所有小区域使用分形插值之后，将每个小区域的插值结果合并成新的光强分布矩阵，依据该光强矩阵重新进行关联运算，最后输出结果。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)不需要对信号进行变换域转换，更不需要对矩阵进行稀疏处理，仅仅通过对光场的分形插值，就能大大提高图像分辨率，实现简单，计算更速度快；(2)关联成像的计算过程实际为对目标图像的重建，根据分形插值理论，在插值过程中要求了插值的数据量，从而保证较高的插值精度；(3)在保持图像总体的条件下，通过少量采样便能得到较高的图像分辨率，有着较高的成像效率。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。