[发明专利]一种基于迁移学习的被动太赫兹图像超分辨率重构方法

说明书

本发明涉及一种基于迁移学习的被动太赫兹图像超分辨率重构方法，属于图像处理技术领域。本发明利用计算机深度学习领域的方法，首先找到高清图像的数据集，对数据集进行预处理，在该数据集上进行下采样，由双三次插值法形成低分辨率图像。利用上述数据集训练得到图像重构模型，同时将高清和低清图像输入网络中让网络学习端到端的映射关系。调整网络结构和被动太赫兹图像的通道以及图像格式让网络适应太赫兹灰度图。通过迁移学习将训练模型应用在被动太赫兹图像领域。对太赫兹相机中所成的低分辨率的图像进行增强和重构，让重构之后的图像更清晰，更有利于人眼的观察。

技术领域

本发明涉及一种基于迁移学习的被动太赫兹图像超分辨率重构方法，属于图像处理技术领域。

背景技术

太赫兹波又称远红外线，太赫兹(Terahertz，简称THz)波一般是指频率在0.1-10THz(波长30μm-3mm，1THz＝1012Hz)范围内的电磁波。其波段位于微波和红外之间，属于远红外和亚毫米波范畴。相比于微波，太赫兹波波长较短，有更高的分辨能力；相比于红外，太赫兹波具有更好的穿透能力，例如太赫兹辐射能以很小的衰减穿透如脂肪、碳板、布料等物质，同时被金属、胶体、爆炸物、毒品、货币及液体等大量吸收或反射，同时，太赫兹波又具有较低的光子能量，不会对人体产生伤害，并且可以在不与人体直接接触的情况下帮助观察感兴趣的物体。使得太赫兹波非常适合对人体安检成像。

太赫兹成像技术是一种人体隐匿物品检测的高科技。目前，隐匿物品探测设备主要有光学/红外成像仪、X射线系统、CT探测系统、金属安检门、手持式金属探测器等。虽然光学、X射线系统和红外成像具有很高的分辨率，但是光学/红外探测不能穿透衣物和包裹层探检隐匿违禁物。X射线系统和CT探测系统具有很好的穿透性，但其高辐射会伤害人体而无法用于人体安检。金属安检门只能告警不能定位，且对非金属违禁物无能为力。手持式金属探测器不能探检非金属违禁物，且须接触式操作，检测速度慢，易造成被检人员被侵犯感。

而太赫兹人体安检技术利用太赫兹波对日常衣物材料(棉、麻、化纤等)特殊的穿透性，填补了人体安检领域的空白，是对当前人体安检手段的重要补充。

但是，由太赫兹安检设备产生的图像具有较低的图像质量，通常所呈现的图像伴随着一些模糊不清以及伪影，这显然降低了太赫兹安检工作的效率，并且一定程度上增加了太赫兹安检工作上的难度。从成像效果来看，虽然可以有效地辨认出隐匿于衣物下的金属.但是受实验环境、硬件系统的性能等因素影响，所得图像对比度较低，隐匿物品很难被识别，甚至还很容易被忽略，这都将导致在安检过程中发生错检或者漏检事件。图像的低对比度是阻碍该项技术发展的主要因素之一。

因此，如何提高太赫兹图像的分辨率是本领域的研究人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于迁移学习的被动太赫兹图像超分辨率重构方法，用以解决被动太赫兹所成图像分辨率低下，图像模糊不清等问题，增加被动太赫兹所成图像的显示效果，提高了太赫兹图像的分辨率。

本发明的技术方案是：一种基于迁移学习的被动太赫兹图像超分辨率重构方法，具体步骤为：

Step1：首先找到高清图像的数据集，对数据集进行预处理，然后在数据集上进行下采样，通过双三次插值法得到低分辨率图像；

Step2：利用Step1中的数据集训练得到图像重构模型，同时将高清图像和低分辨率图像输入网络中，让网络学习端到端的映射关系；

Step3：调整网络结构、被动太赫兹图像的通道和图像格式，让网络适应太赫兹灰度图；

Step4、通过迁移学习将图像重构模型应用在被动太赫兹图像领域对太赫兹相机中所成的低分辨率的图像进行增强和重构，让重构之后的图像更清晰，更有利于人眼的观察。