[发明专利]一种亚像素级超分辨成像方法、装置、设备、系统及介质

权利要求书

1.一种亚像素级超分辨成像方法，其特征在于，包括：

获取第一TDI CCD探测器和与之相正交的第二TDI CCD探测器在预设压缩感知编码方法驱动下采集目标图像的第一采样数据和第二采样数据；

利用图像恢复算法分别对所述第一采样数据和所述第二采样数据进行一维超分辨图像的恢复；

采用图像融合算法将相正交方向的一维超分辨图像进行融合，得到二维超分辨图像，以完成对所述目标图像的亚像素级超分辨成像；

其中，所述压缩感知编码方法为电荷每转移整数拍，快门同步曝光编码一次，直至量化读出所有数据。

2.根据权利要求1所述的亚像素级超分辨成像方法，其特征在于，所述采取预设压缩感知编码方法分别对所述第一TDI CCD探测器和所述第二TDI CCD探测器进行驱动编码采样包括：

对n相的所述第一TDI CCD探测器和所述第二TDI CCD探测器的每列像元，电荷转移一拍所需时间为Δt，积分级数为m，电荷每转移一拍，快门同步曝光编码一次，采样过程中读出k行观测值，采样时间为2n*(m+k)*Δt；

在第2n*m*Δt时刻后，每间隔2n*Δt个时间，移出一行电荷，并量化读出相应数据，直至[2n*(m+k)-1]*Δt时刻，读出k行数据，以作为每列像元的有效采样数据。

3.根据权利要求1所述的亚像素级超分辨成像方法，其特征在于，所述采用图像融合算法将相正交方向的一维超分辨图像进行融合，得到二维超分辨图像包括：

采用凸优化算法处理相正交方向的一维超分辨图像，得到二维超分辨图像，针对每个像元对应的目标场景的超分辨图像，所述采用凸优化算法处理相正交的方向的一维超分辨图像，得到二维超分辨图像包括：

将当前像元对应的目标场景的超分辨图像逐行整合为第一列矩阵X'；

将各一维超分辨图像整合为第二列矩阵Y'，则有Y'＝Φ'X'，Φ'中第i行第j列的元素为Φ'_ij，其满足条件：

式中，X'为4n²/p²行1列矩阵，Y'为4n/p行1列矩阵，Φ'为4n/p行4n²/p²列矩阵，n为所述第一TDI CCD探测器或所述TDI CCD探测器第二的相数，p为快门曝光一次时电荷转移的拍数。

4.根据权利要求1所述的亚像素级超分辨成像方法，其特征在于，针对每个像元对应的目标场景的超分辨图像，所述采用图像融合算法将相正交方向的一维超分辨图像进行融合，得到二维超分辨图像包括：

相正交方向的一维超分辨图像为第一超分辨图像和第二超分辨图像，所述第一超分辨图像为基本要素，所述第二超分辨图像为比例因子；

根据下述公式计算所述二维超分辨图像中的每个像素点q_i,j的灰度值：

式中，Rx为所述第一超分辨图像的数据，Ry为所述第二超分辨图像的数据，n为所述第一TDI CCD探测器或所述TDI CCD探测器第二的相数，p为快门曝光一次时电荷转移的拍数。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的亚像素级超分辨成像方法，其特征在于，所述压缩感知编码方法利用下式表示为：

Y＝ΦX，

式中，快门随机曝光矩阵为E＝[e₁ e₂ … e_S-1 e_S]，X为所述目标图像对应的矩阵，Y为采样数据矩阵，Φ为编码采样矩阵，n为所述第一TDI CCD探测器或所述TDICCD探测器第二的相数，S为所述快门随机曝光次数，m为级数，k为读出电荷的行数，p为快门曝光一次时电荷转移的拍数。