[发明专利]用于探测器阵列法测量激光光斑的图像插值方法

说明书

本发明提供了一种用于探测器阵列法测量激光光斑的图像插值方法，包括以：根据探测器探知的已有光斑的能量分布，初步确定光斑中心的位置以及水平垂直方向的尺寸；通过光斑中心的水平和垂直方向取采样点，拟合得到高斯方程，生成理想高斯分布图像；根据从原图像中获得的尺寸信息，对高斯分布图像以原图像的光斑中心为基准点，进行缩放变换，得到粗插值结果；所述原图像为已有光斑的能量分布图；对原图像靠近中心的部分采用Lanczos算法进行插值，对离光斑中心较远的区域采用双线性插值法进行插值，得到精插值结果图像；对得到的粗插值与精插值两幅图像结果进行简单加权融合，最终得到插值图像。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别是一种用于探测器阵列法测量激光光斑的图像插值方法。

背景技术

对于远场环境下测量激光光斑时，通常的CCD镜头无法将完整的激光光斑区域完全覆盖，导致采集到的信息不完整。采用探测器点阵法，便可将探测靶面面积足够大，将较大面积的光斑信号完整的采集下来，同时该方法也是对光斑进行直接接触式测量，相较于间接测量法，其优势主要体现在测量的中间环节少，信噪比高，同时探测器的灵敏度高，响应性好，可以响应高速窄脉冲，做到精确测量激光脉冲的时序等信息。对于探测后的一系列探测器散点信号，需要用一定的方法将已有的信息转换为直观的图像进行观察分析，因此需要对原信号进行插值。

图像插值算法，原本是用在计算机图像处理和计算机图形学中对已知的一幅图像进行缩放、旋转、剪切时，对已有的像素矩阵进行分析，依据一定的转换关系，从已知像素点的灰度值产生未知像素点的灰度值的过程。传统的插值方法侧重于图像的平滑，虽然取得了较好的视觉效果，但常常导致边缘模糊，于是近年来又出现了一些基于边缘的图像插值算法。在传统图像插值算法中，最近邻插值在早期使用的最为普遍，但是该方法实际上会在新图像中引入很多锯齿边缘及马赛克。双线性插值可以克服最近邻法的不足，但会退化图像的高频细节，双三次和三次样条插值可以使新产生的图像灰度变化更为自然平滑，但是对边缘的模糊性较为明显。

发明内容

本发明的目的在于为探测器阵列法测量高斯激光光斑提供一种对原始结果进行优化处理并显示的图像插值算法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种用于探测器阵列法测量激光光斑的图像插值方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据探测器探知的已有光斑的能量分布，初步确定光斑中心的位置以及水平垂直方向的尺寸；

步骤2，通过光斑中心的水平和垂直方向取采样点，拟合得到高斯方程，生成理想高斯分布图像；

步骤3，根据从原图像中获得的尺寸信息，对高斯分布图像以原图像的光斑中心为基准点，进行缩放变换，得到粗插值结果；所述原图像为已有光斑的能量分布图；

步骤4，对原图像靠近中心的部分采用Lanczos算法进行插值，对离光斑中心较远的区域采用双线性插值法进行插值，得到精插值结果图像；

步骤5，对步骤3及步骤4中得到的粗插值与精插值两幅图像结果进行简单加权融合，最终得到插值图像。

本发明原图像为探测器阵列采集到的一系列散点，系统对散点图像进行插值还原出完整的光斑图像，着重考虑的是光斑的高斯分布总体特征和局部能量的分布情况。

下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为基于高斯光斑的图像插值算法步骤图。

图2为选取高斯拟合水平及垂直方向示意图。

图3为Lanczos核参数分别选用2,3时的函数图，其中(a)为Lanczos核参数为2时的函数图，(b)为Lanczos核参数为3时的函数图。

图4为本文中分块插值方式示意图。

具体实施方式