一种减小边界回代误差的亚像元处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种减小边界回代误差的亚像元处理方法，本发明首先对非均匀微扫描四种错位情况的边界像元灰度值进行近似处理，用过采样图像递推得到近似的重建图像，再通过灰度统计原理对边界近似重建图像的误差进行优化，从而实现高分辨的亚像元成像。与传统的重建算法相比，本发明的方法能将图像分辨力大大提高，并且算法计算量小，易于实现实时处理；从目视以及评价参数来看，本发明的效果明显优于常用的过采样重建和直接的边界近似回代方法。
【专利说明】一种减小边界回代误差的亚像元处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种减小边界回代误差的亚像元处理方法，特别是涉及一种凝视型FPA非均匀微扫描中减小边界回代误差的亚像元处理方法。
【背景技术】
[0002]对于离散焦平面光电成像器件，探测器对成像质量的影响主要有两个方面:1.由探测器单元尺寸的空间积分效应引起的成像模糊；2.由探测器采样间距造成的欠采样。由于减小探测器单元的几何尺寸和提高探测器的填充率受到工艺以及成本等因素的限制，因此目前主要从后续图像处理的角度出发来提高图像质量。基于光学微扫描的亚像元处理方法能同时克服探测器填充率以及单元尺寸的影响，已被证实是一种提高光学系统成像质量的有效手段。
[0003]无论是线阵扫描型还是面阵凝视型FPA成像中，亚像元处理算法的核心是对边界像元进行确定，虽然可以通过在视场光阑部分加入确定的边缘场景来标定边界像元，但实际实现时存在较大的技术难度。在非边框标定情况下，针对2X2可控微扫描情形存在一种边界近似回代并进行误差优化的亚像元处理算法，实现了分辨力大大提高的亚像元成像。而在实际扫描过程中，并不能保证每次FPA位移量刚好等于探测器单元尺寸的一半，大多数情况下都会存在偏差，此即非均匀微扫描。
[0004]因此亟需提供一种非均匀微扫描情况下减小边界回代误差的亚像元处理方法。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种凝视型FPA非均匀微扫描中减小边界回代误差的亚像元处理方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明一种减小边界回代误差的亚像元处理方法，依次包括以下步骤:
[0007]步骤一、捕获非均匀微扫描图像序列；
[0008]二维凝视焦平面探测器阵列的像元数为mXn，其中m为探测器阵列的行数，η为探测器阵列的列数；m和n均为正整数；
[0009]探测器单元几何尺寸为aXb，探测器占空比为100% ；
[0010]原始高分辨力图像为0(i，j)，其中 i = 1，2，…，2m+2; j=l，2，...，2n+2 ;
[0011]获得帧间位移分别为(0，O)，(a/2-τ h, O), (a/2- τ h, b/2_ τ v)和(0，b/2_ τ v)的欠采样图像六0^，1)，8&，l)，C(k，I),和 D(k，1)，其中 k = 1,2,…，m;l = 1,2,...，n ; Th和τ ν分别为非均匀微扫描时在水平和垂直方向相对于精确1/2像元的错位量；
[0012]步骤二、重建过采样图像；
[0013]获取过采样图像；
[0014]过采样图像P(2k-l，21-l) =A(k，l)，P(2k-l，21) = B (k，I)，P (2k，21) =C (k，I)，P (2k, 21-1) = D(k, I)；[0015]步骤三、获取边界近似重建图像；
[0016]令水平和垂直方向错位率分别为:_l〈h=2 τ h/a〈l，_1〈ν=2 τ v/b〈l。
[0017]当水平方向错位率h和垂直方向错位率V满足0 < h〈l，0 < ν<1时，得到过釆样
图像P的表达式如下:
[0018]
【权利要求】
1.一种减小边界回代误差的亚像元处理方法，依次包括以下步骤: 步骤一、捕获非均匀微扫描图像序列； 二维凝视焦平面探测器阵列的像元数为mXn，其中m为探测器阵列的行数，η为探测器阵列的列数和η均为正整数； 探测器单元几何尺寸为aXb，探测器占空比为100% ； 原始高分辨力图像为 0(i, j),其中 i = 1，2，...，2m+2; j=l, 2，...，2n+2 ； 获得帧间位移分别为(0，O)，(a/2- τ h, O), (a/2- τ h, b/2- τ v)和(0，b/2_ τ v)的欠采样图像 A(k，l)，B(k，l)，C(k，1)，和 D(k，l)，其中 k= l，2，...，m;l = 1，2，...，η;、和 τν分别为非均匀微扫描时在水平和垂直方向相对于精确1/2像元的错位量； 步骤二、重建过采样图像； 获取过采样图像；
过采样图像 P (2k-l, 21-1) = A (k，I), P (2k-l, 21) = B (k，I)，P (2k，1) =C (k, I)，P (2k, 21-1) = D(k, I)； 步骤三、获取边界近似重建图像； 当水平方向错位率h和垂直方向错位率V满足O <h〈l，O < ν<1时，得到过采样图像P的表达式如下:
【文档编号】G06T11/00GK103679766SQ201210361614
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月25日 优先权日:2012年9月25日
【发明者】陈艳, 王淑华, 王广平, 陈伟力, 李军伟 申请人:中国航天科工集团第二研究院二〇七所