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多帧距离选通图像点扩散函数估计的超分辨率重建

许廷发 罗璇 苏畅 卞紫阳

许廷发, 罗璇, 苏畅, 卞紫阳. 多帧距离选通图像点扩散函数估计的超分辨率重建[J]. 中国光学, 2016, 9(2): 226-233. doi: 10.3788/CO.20160902.0226
引用本文: 许廷发, 罗璇, 苏畅, 卞紫阳. 多帧距离选通图像点扩散函数估计的超分辨率重建[J]. 中国光学, 2016, 9(2): 226-233. doi: 10.3788/CO.20160902.0226
XU Ting-fa, LUO Xuan, SU Chang, BIAN Zi-yang. Super-resolution reconstruction of multiformat laser range-gated image by the estimate of point-spread function[J]. Chinese Optics, 2016, 9(2): 226-233. doi: 10.3788/CO.20160902.0226
Citation: XU Ting-fa, LUO Xuan, SU Chang, BIAN Zi-yang. Super-resolution reconstruction of multiformat laser range-gated image by the estimate of point-spread function[J]. Chinese Optics, 2016, 9(2): 226-233. doi: 10.3788/CO.20160902.0226

多帧距离选通图像点扩散函数估计的超分辨率重建

doi: 10.3788/CO.20160902.0226
详细信息
    通讯作者:

    许廷发(1968-),男,黑龙江肇东人,博士,教授,博士生导师,1992年、2000年于东北师范大学分别获得学士、硕士学位,2004年于中国科学院长春光学精密机械与研究所获得博士学位,2006年于华南理工大学电子与信息学院完成博士后工作,主要从事光电成像探测与识别等方面的研究。E-mail:xutingfa@163.com

  • 国家国际科技合作专项资助项目(No.2014FR10960)
  • Supported by National International Cooperation Special Project of Science and Technology of China (No. 2014FR10960)
  • 中图分类号: TP751.1

Super-resolution reconstruction of multiformat laser range-gated image by the estimate of point-spread function

  • 摘要: 为了解决水下激光距离选通图像成像过程中退化模型复杂的难题,提出了利用连续帧图像估计点扩散函数的距离选通超分辨成像方法。首先,从连续帧图像中选取一帧为参考帧作为初始清晰图像,下一帧图像为模糊图像,用梯度约束的方法求出点扩散函数,用于优化清晰图像;然后,依次将后续帧图像当作模糊图像与清晰图像交替迭代求取点扩散函数并优化更新清晰图像;最后获得的清晰图像与参考帧图像用乘法更新的方法估计点扩散函数,结合凸集投影法算法进行超分辨率成像重建。仿真实验结果表明,改进的算法重建图像分辨率和质量明显优于原始的算法。
    1)  国家国际科技合作专项资助项目(No.2014FR10960)
    1)  Supported by National International Cooperation Special Project of Science and Technology of China (No. 2014FR10960)
  • 图  1  激光距离选通成像的原理

    Figure  1.  Principle of laser range-gated imaging

    图  2  距离选通实验平台

    Figure  2.  Range-gated experiment platform

    图  3  水下环境管道

    Figure  3.  Pipeline of underwater environment

    图  4  实验靶标

    Figure  4.  Experimental target

    图  5  连续的4帧观测图像

    Figure  5.  Four frames of consecutive observation images

    图  6  重建结果

    Figure  6.  Reconstruction results

    图  7  放大部分图像对比

    Figure  7.  Images contrast of enlarged region

    图  8  算法效果对比

    Figure  8.  Comparation of obtained images with two methods

    表  1  实验一算法效果对比

    Table  1.   Comparation with two methods in the experiment Ⅰ

    GMGLS·
    POCS8.677 4×10530 075 3752 215
    改进的POCS9.049 3×10530 114 6132 221
    下载: 导出CSV

    表  2  实验二算法效果对比

    Table  2.   Comparation with two methods in the experiment Ⅱ

    GMGLS·
    POCS3.456 1×107221 190 8031 210.2
    改进的POCS4.211 6×107273 052 5481 427.3
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-12-03
  • 录用日期:  2016-01-08
  • 刊出日期:  2016-01-25

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