申请/专利权人：北京航空航天大学

申请日：2023-08-28

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN117058118B

主分类号：G06T7/00

分类号：G06T7/00;G06T5/73;G06T5/60;G06T5/50;G06T7/80;G06N3/0464

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2023.12.01#实质审查的生效;2023.11.14#公开

摘要：本发明公开了一种用于评估平面屏蔽玻璃丝网导致图像恶化效果的方法，包括以下步骤：S1.给定屏蔽效能与测试频率或者频段需求，计算出光线透过率并确定平面屏蔽玻璃丝网的线宽和线周期；S2.给定相关平面屏蔽玻璃丝网参数和相机参数，获取丝网点扩散函数；S3.对点扩散函数与计算出的光线透过率相乘，进行光强分布的衰减，获取衍射退化模型；S4.设定能量阈值，进行点扩散函数的简化；S5.获取衍射退化的模糊图；S6.根据PSNR和SSIM函数来计算原始清晰色板图和模糊图像之间的差异值，从而实现平面屏蔽玻璃丝网导致图像恶化效果的图像退化快速计算与评估。本发明能够在设计过程中快速根据设计的丝网参数和相机参数提前对丝网带来的图像恶化程度进行评估。

主权项：1.一种用于评估平面屏蔽玻璃丝网导致图像恶化效果的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.给定屏蔽效能与测试频率或者频段需求，计算出光线透过率并确定平面屏蔽玻璃丝网的线宽和线周期；S2.给定相关平面屏蔽玻璃丝网参数和相机参数，获取丝网点扩散函数；步骤S2中所述的丝网参数和相机参数包括：屏蔽丝网透光部分长宽bx,by；屏蔽丝网光栅常数dx,dy；屏蔽丝网在x方向和y方向的目数N1,N2；相机焦距f；相机靶面尺寸s；相机分辨率r＝m,n；BRG三个通道的响应的光谱中心波长λB,λG,λR；所述步骤S2包括：相机靶面尺寸以英寸为单位，表示矩形靶面对角线长度，1英寸为16mm，设传感器的长宽比为4:3；当给定靶面尺寸s1后，根据靶面尺寸计算出传感器的对角线长s2：s2＝16*s1然后根据长宽比sw：sh＝4:3，集合计算出靶面的实际物理长度：sw＝12.8*s1,sh＝9.6*s1在模糊核表示过程中，坐标是关于0对称的，因此将实际物理长度取一半，即表示靶面在长度和宽度上的半轴长度： 根据旁轴近似原理，估算光线在两个方向上的衍射角θx,θy分别为： 估算出平面屏蔽玻璃丝网点扩散函数： 其中 其中I0表示单个狭缝在图样中心产生的光强；x,y分别表示像素点在靶面[-xl,xl]，[-yl,yl]轴上的物理坐标；δx,δy表示光在x,y方向上的光程差，α1、α2、β1、β2为中间变量；S3.对点扩散函数与计算出的光线透过率相乘，进行光强分布的衰减，获取衍射退化模型；所述步骤S3中，由于屏蔽网的问题，导致光线的透过率下降，即图像变得昏暗，利用平面屏蔽玻璃丝网点扩散函数结合Ulrich的透过率模型，导出中心级的透过率： 结合点扩散函数则可以导出平面屏蔽玻璃丝网的衍射退化模型为： 其中fcx,y表示图像通道c上的退化图像，hcx,y；λ表示图像通道c上的点扩散函数，gcx,y；λ图像通道c上潜在未退化的光谱图像，x,y是图像传感器CCD或CMOS靶面的物理坐标；S4.设定能量阈值，进行点扩散函数的简化，简化后得到模糊核；步骤S4所述的简化过程中，设图样中心产生的光强I0为单位1，则对于RGB中任意通道c，点扩散函数在x轴和y轴上的表示为： 对于x,y区间分别为[-xl,xl]，[-yl,yl]的靶面坐标，则上式中x,y需满足：-xl≤x≤xl,-yl≤y≤yl设定thresh为简化模糊核阈值，其值在在0～1之间，则存在截断的有效区域[-xs,xs]，[-ys,ys]满足：0≤xs≤xl,0≤ys≤yl使得有效区域内元素的能量和与总能量的比值大于给定阈值，即： 这是一个与波长λ相关的不等式，当给定通道c的光谱响应波长λ，[-xs,xs]×[-ys,ys]所表示的矩形则为该通道的模糊核，记为kcx,y；λ；在c＝1,2,3时，得到RGB三个通道的模糊核，其中c＝1表示R通道，c＝2表示G通道，c＝3表示B通道；S5.根据模糊核表示在色板图的不同通道上根据不同的光谱响应频率进行模糊核计算并与该通道图像卷积，获取衍射退化的模糊图；S6.根据PSNR和SSIM函数来计算原始清晰色板图和模糊图像之间的差异值，实现平面屏蔽玻璃丝网导致图像恶化效果的图像退化快速计算与评估；所述步骤S6包括：令衍射退化模型中的点扩散函数hcx,y；λ等于简化的模糊核kcx,y；λ得到模糊图像的生成模型： 对清晰图像gx,y的R、G、B三个通道图像gcx,y；λ依次应用上述模型获取每个通道的退化图像fcx,y并拼接获得最终的模糊退化图像fx,y；对于模糊图恶化效果的图像评价采用PSNR和SSIM两个函数来评价原始未退化的清晰色板图像gx,y和采用模糊核退化的模糊图像fx,y之间的恶化程度： 其中m,n为图像的宽和高，bitdepth为图像深度，μx,μy,σx,σy,σxy为图像x,y的均值，方差，协方差；c1,c2为常数。

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百度查询： 北京航空航天大学 一种用于评估平面屏蔽玻璃丝网导致图像恶化效果的方法

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