申请/专利权人：长春理工大学

申请日：2023-08-01

公开（公告）日：2023-11-03

公开（公告）号：CN116681595B

主分类号：G06T3/40

分类号：G06T3/40;G06N3/045;G06N3/0464;G06N3/0475;G06N3/094

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.11.03#授权;2023.09.19#实质审查的生效;2023.09.01#公开

摘要：本发明是一种基于多峰PSF的远距离计算超分辨率成像装置。本发明涉及计算成像和超分辨率重建领域，本发明所述成像装置包括：相位掩膜板、成像镜组、探测器和超分辨率重建模块；相位掩膜板，成像镜组和探测器垂直于成像装置的光轴并依次排列，探测器和超分辨率重建模块电学相连，相位掩膜板放置于成像镜组光瞳处，探测器放置于成像装置后焦平面；来自无限远的平行光经相位掩膜板调制后，通过成像镜组成像到探测器的靶面，得到低分辨率图像；将低分辨率图像输入到超分辨率重建模块，得到高分辨率重建图像。本发明仅需单个探测器单次成像，即可获得重建的超分辨率图像。

主权项：1.一种基于多峰PSF的远距离计算超分辨率成像装置，其特征是：所述成像装置包括：相位掩膜板、成像镜组、探测器和超分辨率重建模块；相位掩膜板，成像镜组和探测器垂直于成像装置的光轴并依次排列，探测器和超分辨率重建模块电学相连，相位掩膜板放置于成像镜组光瞳处，探测器放置于成像装置后焦平面；来自无限远的平行光经相位掩膜板调制后，通过成像镜组成像到探测器的靶面，得到低分辨率图像；将低分辨率图像输入到超分辨率重建模块，得到高分辨率重建图像；探测器所得到的图像表示为原始图像与点扩散函数PSF的卷积，则根据成像过程和卷积定理，可得： 其中，I0x,y为原始图像，Px,y为中心尖峰点扩散函数值,Px-l1，y、Px，y-l2为其余尖峰位置处的点扩散函数值，Ix′,y′为探测器得到的混叠图像、I1x′,y′、I1x′-l1,y′、I1x′,y′-l2为具有亚像素级偏移量的图像序列；相位掩膜板使用振幅加权GS相位恢复算法进行反向生成，为避免重建图像时产生伪影，基于点光源在空间中的传播定律，将-k*x2+y2+z20.5作为物平面振幅的初始相位；其中k为波数，为了加快收敛速度，采用振幅加权迭代方法，将目标像面的PSF振幅约束表示为： 其中，AtAr分别为目标PSF的振幅和重建的PSF振幅；每个尖峰的半高全宽不超过3个探测器像素的边长尺寸；每个尖峰的归一化高度不小于0.2，艾里斑的PSF高度为1；除尖峰外，PSF分布其余位置最大强度旁瓣不大于0.05；在所有尖峰中选择一个尖峰，为中心尖峰；其余尖峰的峰值位置与该中心尖峰峰值位置之间的距离l应满足：li＝ni+0.5d1其中，ni为整数，li为每个尖峰与中心尖峰位置之间的距离，d为探测器像元尺寸，距离l的方向为水平x或竖直y方向，对应着成像的二维方向；除中心尖峰外的其余尖峰至少应包括一个在水平方向和一个在竖直方向进行位移的尖峰。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 长春理工大学 一种基于多峰PSF的远距离计算超分辨率成像装置

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