(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111595976.4 (22)申请日 2021.12.24 (71)申请人 上海乂义实业有限公司 地址 200120 上海市浦东 新区杨高北路528 号14幢1- 5层 (72)发明人 吴亚楠　李冯帆　杨丹丹　黎鸿　 孟森　李丹　 (74)专利代理 机构 上海诺衣知识产权代理事务 所(普通合伙) 31298 代理人 衣然 (51)Int.Cl. G06T 3/40(2006.01) G06T 5/00(2006.01) G06T 7/10(2017.01) (54)发明名称 基于光学系统标定微扫描图像超分辨方法 (57)摘要 本发明公开了基于光学系统标定微扫描图 像超分辨方法， 包括步骤一， 光学系统标定； 步骤 二， 微扫描超分辨处理； 所述步骤一4） 中， 将倾斜 刃边法计算得到的整体点扩散函数,作为初始值 传递给盲去模糊算法， 计算每个图像块的点扩散 函数； 本发 明解决了因物理光学系统割裂导致超 分效果不佳和人工效应的问题； 本发 明通过采用 倾斜刃边法与基于图像块的盲去模糊结合 以及 对物理光学系统进行建模与图像块重构的理念， 解决了因光学系统视场、 像差、 畸变等因素易导 致点扩散函数空间不一致， 提高了超分辨结果的 准确性； 本发 明利用对称图像块点扩散函数的相 似性， 解决了盲去模糊结果不准确的问题， 提高 了光学系统标定的鲁棒 性。 权利要求书1页 说明书3页 附图7页 CN 114240757 A 2022.03.25 CN 114240757 A 1.基于光学系统标定微扫描图像超分辨方法， 包括步骤一， 光学系统标定； 步骤二， 微 扫描超分辨处 理； 其特征在于： 其中在上述 步骤一中， 包括以下步骤： 1)准备带有刃边的标靶图像， 在稳定光源下， 使用搭载微扫描平台的光学系统采集一 张图像； 2)采用倾斜刃边法， 人工选取一个斜边区域并进行计算， 获得系统 的线扩散函数， 并根 据高斯型点扩散函数假设， 进一 步求得点扩散函数Hk； 3)将取得的整张图像进行分割， 获得尺寸 合适的图像块； 4)采用盲 去模糊算法， 计算每 个图像块的点扩散函数； 5)对所有的点扩散函数遍历， 选取图像上对称的两个图像块所对应的点扩散函数， 求 最小均方误差， 获得每 个图像块 点扩散函数Hi,k； 其中在上述 步骤二中， 包括以下步骤： 1)使用上述标定过的搭载微扫描平台的光学系统采集多帧亚像素位移信息的图像序 列Yk； 2)读取多帧图像序列Yk， 并分成图像块Yi,k， 读取成像系统标定的多个点扩散函数Hi,k， 然后对图像进行分块， 用光流法分别求出和参考帧对应的每个图像块的亚像素精度位移 Fi,k， 根据上述参数构建每个图像块的系统矩阵Wi,k， 将每个图像块的系统矩阵合并为一个 总系统矩阵Wk， 采用非均匀性插值方法， 根据微扫的模式来多帧插值成一帧超分图像 3)构建降质模型， 并逆向求解超分辨图像 将超分辨图像 与总系统矩阵Wk进行正向 降质后， 获得一组低分图像的估计Y ’k， 然后构建损失函数loss， 采用坐标下降法， 最小化损 失函数， 求出 X。 2.根据权利要求1所述的基于光学系统标定微扫描图像超分辨方法， 其特征在于： 所述 步骤一4)中， 将倾斜刃边法计算得到的整体点扩散函数,作为初始 值传递给盲去模糊算法， 计算每个图像块的点扩散函数。 3.根据权利要求1所述的基于光学系统标定微扫描图像超分辨方法， 其特征在于： 所述 步骤一5)中， 将此均方误差和提前设定的阈值对比， 如果大于阈值则舍弃， 并重新设定此值 为刃边法设定的初始值， 再将调整后的点扩散函数传递给超分辨。 4.根据权利要求1所述的基于光学系统标定微扫描图像超分辨方法， 其特征在于： 所述 步骤二2)中， Wi,k的计算公式如下 Wi,k＝Di,kHi,kFi,k 其中， Di,k为下采样算子 。 5.根据权利要求1所述的基于光学系统标定微扫描图像超分辨方法， 其特征在于： 所述 步骤二2)中， Yk的计算公式如下 Yk＝WkX+Vk， k＝1， 2…， k。 6.根据权利要求1所述的基于光学系统标定微扫描图像超分辨方法， 其特征在于： 所述 步骤二3)中， 损失函数l oss的计算公式如下 loss＝|Yk‑WkX|。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114240757 A 2基于光学系统标定微扫描图像超分辨方 法 技术领域 [0001]本发明涉及光学成像技术领域， 具体为基于光学系统标定微扫描图像超分辨方 法。 背景技术 [0002]近年来随着成像设备的大面积铺开， 对成像的清晰度也提出了更高的要求， 而由 于升级硬件的成本过高， 所以要通过提升光学系统来提升图像分辨率， 其中， 微扫描超分辨 技术在节约成本的同时， 可以获得相同甚至更高的成像效果上的收益， 但现有的微扫描图 像超分辨方法， 其参数设置复杂， 与 物理光学系统割裂导致超分 效果不佳， 且易出现人工效 应； 现有的微扫描图像超分辨方法， 因光学系统视场、 像差、 畸变等因素易导致点扩散函数 空间不一致； 现有的微扫描图像超分辨方法， 其盲 去模糊结果 不准确。 发明内容 [0003]本发明的目的在于提供基于光学系统标定微扫描图像超分辨方法， 以解决上述背 景技术中提出的问题。 [0004]为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案： 基于光学系统标定微扫描图像超分 辨方法， 包括 步骤一， 光学系统标定； 步骤二， 微扫描超分辨处 理； [0005]其中在上述 步骤一中， 包括以下步骤： [0006]1)准备带有刃边的标靶图像， 在稳定光源下， 使用搭载微扫描平台的光学系统采 集一张图像； [0007]2)采用倾斜刃边法， 人工选取一个斜边区域并进行计算， 获得系统的线扩散函数， 并根据高斯型点扩散函数假设， 进一 步求得点扩散函数Hk； [0008]3)将取得的整张图像进行分割， 获得尺寸 合适的图像块； [0009]4)采用盲 去模糊算法， 计算每 个图像块的点扩散函数； [0010]5)对所有的点扩散函数遍历， 选取图像上对称的两个图像块所对应的点扩散函 数， 求最小均方误差， 获得每 个图像块 点扩散函数Hi， k； [0011]其中在上述 步骤二中， 包括以下步骤： [0012]1)使用上述标定过的搭载微扫描平台的光学系统采集多帧亚像素位移信息 的图 像序列Yk； [0013]2)读取多帧图像序列Yk， 并分成图像块Yi， k， 读取成像系统标定的多个点扩散函数 Hi， k， 然后对图像进 行分块， 用光流法分别求出和参考帧对应的每个图像块的亚像素精度位 移Fi， k， 根据上述参数构建每个图像块的系统矩阵Wi， k， 将每个图像块的系统矩阵合并为一 个总系统矩阵Wk， 采用非均匀性插值方法， 根据微扫的模式来多帧插值成一帧超分图像 [0014]3)构建降质模型， 并逆向求解超分辨图像 将超分辨图像 与总系统矩阵Wk进行 正向降质后， 获得一组低分图像的估计Y ’k， 然后构建损失函数loss， 采用坐标下降法， 最小 化损失函数， 求出 X。说　明　书 1/3 页 3 CN 114240757 A 3