[发明专利]多线阵CCD亚像元错位成像超分辨率重构方法

摘要

多线阵CCD亚像元错位成像超分辨率重构方法，涉及一种超分辨率图像重构方法，解决现有方法只能实现对两片线性CCD成像的超分辨率重构的问题，超分辨率重构方法用于多片依次错位的长线阵CCD亚像元成像。结合亚像元成像特点，本发明所提供新的超分辨重构方法，其步骤包括：(1)多线阵CCD的亚像元错位成像；(2)高分辨率图像插值；(3)高分辨率图像的模糊核PSF估计；(4)应用全变分正则化模型去除高分辨率图像模糊，应用本发明重构的超分辨率图像其细节显著增加，信噪比有较大提高，具有很好的应用价值。

主权项

1.多线阵CCD亚像元错位成像超分辨率重构方法，其特征是，该方法由以下步骤实现： 步骤一、多线阵CCD亚像元错位成像，获得多幅高分辨率图像；具体为：在CCD器件内部集成n片相同的线阵CCD，n片CCD在线阵方向错开a/n个像元，在扫描方向上错开n×a个错位图像；所述CCD像元数目为N、像元尺寸为a×a，所述n和a为正整数； 步骤二、高分辨率图像插值；对步骤一获得的多幅图像进行插值处理，获得多幅模糊图像； 具体的插值过程为：设定每片CCD扫描距离为N×a，则获得n组N×nN个像元灰度值数据，即获得n幅模糊图像；对n组像元灰度值数据进行重组， 所述对n组成像数组进行重组的原则为：将n组成像数组分别记为：其中，1≤i≤N，1≤j≤nN，设定高分辨率图像灰度值矩阵为H_ij，所述1≤i≤nN，1≤j≤nN，用公式一表示为：公式一、上式中，H为所成高分辨率图像，L为每片CCD成像数组，i和j分别表述行和列； 步骤三、高分辨率图像模糊核的估计；对步骤二获得的多幅模糊图像分别估计在线阵方向和扫描方向上的模糊核； 具体过程为：首先估计线阵方向的模糊核，在线阵方向上的述n组CCD成像数组和线阵方向上图像灰度矩阵H_j的像素集合用公式二表示为：公式二、所述在线阵方向放大n倍，用公式三表示为：公式三、定义平移矩阵R_1move、R_2move、R_3move和R_nmove分别用公式四表示为： 公式四、所述H_j是相对于分别平移1、2……n-1个像素，再累加得到的，用公式五表示为：公式五、所述高分辨率图像在线阵方向上的模糊核K_v，用公式六表示为： K_v=R_1move+R_2move+R_3move+……+R_nmove公式六、然后，在估计在推扫方向上的模糊核K_h，用公式七表示为： 公式七、K_h=[1,1,1,……1]；获得模糊模型，用公式八表示为： 公式八、式中，为卷积运算符，u为原始图像，f为降质图像，即：重构的高分辨率图像H，K为在线阵方向与扫描方向上的模糊核，用公式九表示为：公式九、步骤四、根据步骤三估计的模糊核，去除高分辨率图像模糊，获得超分辨率图像。