[发明专利]一种复眼图像像质提升方法

说明书

本发明公开了一种复眼图像像质提升方法：(1)采用同态滤波法对复眼视觉系统获得的多幅子眼图像进行背景光照不均匀去除；(2)采用小波去噪的方法对去除背景光照不均匀后的子眼图像进行降噪，得到子眼单元图像；(3)采用凸集投影法对多幅子眼单元图像进行超分辨率重建。本发明在现有工作的基础上，进行提升复眼系统中子眼像质的复眼图像预处理，为了减少图像噪声，实现图像增强，同时最大程度提升图像分辨率，使图像像质得到提升，利用复眼获得的多幅低分辨率子眼图像重建一副高分辨率图像，为实现高灵敏度探测打下基础。

技术领域

本发明涉及图像像质提升技术，特别涉及一种在复眼视觉系统中提升子眼图像像质方法。

背景技术

目前较为成功的人工复眼主要有日本Tanida J的TOMBO复眼单色成像系统，德国DuparréJ的APCO仿生复眼成像系统和球面人造复眼成像系统。TOMBO复眼单色成像系统在整体上是呈平面结构，子眼为矩形分布，可实现图像的超分辨率重构、目标的立体成像。APCO仿生复眼成像系统在平面结构的基础上采用啁啾微透镜阵列代替普通的均匀透镜阵列，可纠正因散光和场曲引起的成像失真。球面人造复眼成像系统采用并列式复眼设计，更加接近自然界的复眼，提高了边缘视场的成像质量，增大了视场角，但是采用了传统的体透镜光学系统，对成像质量的提升相对有限。在国内芦丽明提出了用于多模制导的仿生蝇复眼模型，张红鑫等人研究了两种曲面型光学复眼成像系统，刘浩等人完成了仿生复眼微透镜阵列的制作，张浩提出了球面复眼多通道信息融合模型，都有着显著成效。

在复眼的图像预处理方面，芦丽明采用了取阈值的领域平均法对红外子眼图像进行去噪，并对图像进行了一定的灰度级修正与锐化，针对红外特征，还采用侧抑制网络的方法，在抑止噪声的同时达到了“突出边框，增强反差，亮度水平适应”的效果。张浩针对复眼系统单通道成像特性不够理想，立轴光线的成像光斑较大，图像畸变严重等问题，采用了基于神经网络的复眼图像校正方法和同态滤波去噪的算法，为复眼多通道信息融合奠定了基础。

人们在采用超分辨率复原的方法解决复眼空间分辨率低的问题。超分辨复原出现于20世纪60年代，由Harris和Goodman以单帧图像复原的概念和方法提出的，随后出现的叠加正弦模板法等复原方法，虽然都有较好的仿真效果，但是实际应用却不行。1984年Tsai和Huang提出了超分辨率复原的频域算法，使序列图像的超分辨率复原问题成为国内外数字图像处理领域研究的一个热点问题，90年代又提出了几种空域算法，其中凸集投影和统计方法是研究的重点，同时还有各种算法的混合使用。近年来，在提升复眼分辨率方面Osaka大学的研究团队，有着突出贡献。他们采用pixel rearrange的方法将单眼的分辨率提高了4倍，随后又加上了迭代反投影，将图像质量进一步提升。2009年，他们将获取图像的功率谱提高到19dB，将颜色偏移导致的功率谱降低7dB。此外，香港浸会大学WaiSan Chan，采用立方相位片提高成像系统的景深，德国夫琅禾费研究所的RaúlTudela等采用中值滤波和维纳滤波的方法也在一定程度上提升了图像质量。国内复眼的研究进展有限，主要停在模型构建和仿真上。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种复眼图像像质提升方法，在现有工作的基础上，进行提升复眼系统中子眼像质的复眼图像预处理，为了减少图像噪声，实现图像增强，同时最大程度提升图像分辨率，使图像像质得到提升，利用复眼获得的多幅低分辨率子眼图像重建一副高分辨率图像，为实现高灵敏度探测打下基础。

本发明所采用的技术方案是：一种复眼图像像质提升方法，包括以下步骤：

步骤1，采用同态滤波法对复眼视觉系统获得的多幅子眼图像进行背景光照不均匀去除；

步骤2，采用小波去噪的方法对步骤1去除背景光照不均匀后的子眼图像进行降噪，得到子眼单元图像；

步骤3，采用凸集投影法对步骤2得到的多幅子眼单元图像进行超分辨率重建。