[发明专利]数据缺损的随机相位加密编码图像的解码技术

说明书

本发明提出了一种从数据缺损的随机相位编码图像的解码技术，该方法在有效数据区域内，随机选择一系列子图像，再计算出子图象的自相关以及能量谱函数，然后通过子图象的自相关叠加和相位恢复算法，最终恢复出原始图像的信息。该技术的特点在于，可以从不完整的散射图片数据中恢复出目标物的信息，无需知道目标物的任何先验信息，也不需要知道图像产生降质的原因，从而能够在图像被部分遮挡的情况下恢复目标物信息，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种图像解码技术，尤其涉及一种从数据缺损的随机相位编码图像中进行图像解码的技术。

背景技术

在军事、工业、生物、交通、通信等领域中，随机相位编码图像无处不在，例如雾霾、浑浊液体、皮肤组织、毛玻璃等介质，都会造成入射光强烈的散射，通过这类介质的图像，相当于进行了随机相位编码，在很多情况下，无法从经过随机相位编码的图像中提取出有效的物体信息。在对通过散射介质的图像解码的过程中，有一种处理方式是通过图像的增强技术。该技术不考虑图像的降质原因，只是单纯的提高图像的对比度，该技术适用范围广，可以有效的改善图像质量。同时，该类技术往往不需要很复杂的过程，处理速度快，也不需要对具体的物理场景进行建模。然而，这类技术在不同场景下得到结果往往差别很大，尤其是当散射十分严重的时候，无论怎么增强图像，也不可能获得目标物的信息。典型的图像增强技术包括直方图均衡化技术、Retinex技术及小波变换技术等。而另一种通过散射介质的图像解码技术主要是通过对具体物理场景进行建模，找到图像退化的机制，依靠先验知识或前提假设对图像退化的原因进行估计，并试图反演出该过程，从而实现消除干扰因素，提高图像质量。然而，这类技术的算法往往比较复杂，计算时间较长，应用范围受到一定限制。其中较为典型的算法包括维纳滤波、盲去卷积算法、Richardson-Lucy算法等。

然而，物体经过强散射介质成像后，其信息完全丧失，人眼完全不能对图像内容进行识别。此外，在具体应用场景中，相机可能会被障碍物遮挡，从而不能获得完整的散射成像图片。

为了解决这个问题，本发明提出了一种从数据缺损的随机相位加密编码图像的解码技术。避免了障碍物遮挡的对成像结果的影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种从数据缺损的随机相位编码图像的解码技术，本发明中针对灰度散斑图进行处理。下面结合附图对本发明做进一步详细说明。为实现上述目的，本发明的方案包括：

如图1所示，包括如下步骤：

1）目标物的函数可以表示为f(x,y)，采集到数据不完整的散射图像为I(x,y)，对于灰度图像，它在每个像素上都是实数，x和y分别表示图像的像素坐标，图像的像素尺寸为M*N，该技术的目的是从I(x,y)中尽可能准确的恢复出f(x,y)。在图像中，有包含了散射信息的区域是有效区域，被障碍物遮挡的区域属于无效区域，将有效区域定义为Ω，无效区域定义为Ω^C。

2）给定子图像与无效区域的最大重叠面积B，给定子图像sI的尺寸m0和n0，一般而言，m0M，n0N。

3）在[1,(M-m0)]和[1,(N-n0)]之间选定一组随机整数，作为子图像sI的左上角的坐标，设为(xi,yi)，根据子图像的尺寸m0和n0，子图像的像素x轴坐标范围从xi到xi+m0-1，y轴坐标范围从yi到yi+n0-1，设其范围为A，计算该图像中属于无效区域Ω^C的像素面积，如果其结果大于最大重叠面积B，则回到此步骤开头，重新选择子图像左上角的坐标，选择子图像，再计算重叠面积，直到选择出满足要求的子图像sI。

4）对该子图像sI做自相关运算，

AutoI(x,y) = I(x,y)**I(x,y)，（1）

其中，**表示自相关运算，从其自相关函数AutoI(x,y)中可以计算出信号的能量谱，即