[发明专利]一种超分辨成像方法、系统、存储介质及设备

说明书

本发明属于光学成像技术领域，提供了一种超分辨成像方法、系统、存储介质及设备。其中，该超分辨成像方法包括获取离焦图像；计算离焦图像对应离焦平面场分布复函数振幅的平方，得到光学系统的点扩散函数光强分布；将离焦图像几何放大至所需倍数，获得放大的离焦图像；根据放大的离焦图像等于光学系统的点扩散函数光强分布与超分辨率图像的卷积数学关系，将放大的离焦图像和光学系统的点扩散函数光强分布进行逆卷积处理，获得所述离焦图像对应的超分辨率图像。

技术领域

本发明属于光学成像技术领域，尤其涉及一种超分辨成像方法、系统、存储介质及设备。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

光学成像的图像细节往往受限于图像传感器的分辨率，如果获得的更高图像分辨率，往往由于没有相关传感器而无法实现。超分辨成像技术是一种新型技术，它能够根据低分辨率图像信息，推演出高分辨率图像，具有成本低的优点。

但是，发明人发现，目前的超分辨成像技术需要多幅图像或者多个传感器，其应用成本较高，不适宜应用于已有光学系统的改造。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种超分辨成像方法、系统、存储介质及设备，其不需要多幅图像或者多个传感器，仅需对单幅图像进行处理，便获得超分辨率图像。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种超分辨成像方法，其包括：

获取离焦图像；

计算离焦图像对应离焦平面场分布复函数振幅的平方，得到光学系统的点扩散函数光强分布；将离焦图像几何放大至所需倍数，获得放大的离焦图像；

根据放大的离焦图像等于光学系统的点扩散函数光强分布与超分辨率图像的卷积数学关系，将放大的离焦图像和光学系统的点扩散函数光强分布进行逆卷积处理，获得所述离焦图像对应的超分辨率图像。

本发明的第二个方面提供一种超分辨成像系统，其包括：

离焦图像获取模块，其用于获取离焦图像；

离焦图像处理模块，其用于计算离焦图像对应离焦平面场分布复函数振幅的平方，得到光学系统的点扩散函数光强分布；将离焦图像几何放大至所需倍数，获得放大的离焦图像；

超分辨率图像计算模块，其用于根据放大的离焦图像等于光学系统的点扩散函数光强分布与超分辨率图像的卷积数学关系，将放大的离焦图像和光学系统的点扩散函数光强分布进行逆卷积处理，获得所述离焦图像对应的超分辨率图像。

本发明的第三个方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的超分辨成像方法中的步骤。

本发明的第四个方面提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的超分辨成像方法中的步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明不同于其他的超分辨成像方案，仅需要对一幅离焦图像进行处理，便可获得所述离焦图像对应的超分辨图像；由于不需要对多幅图像进行处理，因此拍摄运动物体，或者推扫成像时，不需要多个传感器，有力地降低成本。

(2)本发明的该超分辨成像方案，由于对一幅离焦图像进行处理，而且引入了离焦，对应的亚像元信息也被记录在临近的像元中，这为超分辨成像提供物理上的可行性，使得本发明的该超分辨成像方法广泛适用于单传感器光学成像系统。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。