[发明专利]高分辨率亚像元成像技术实现的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及亚像元成像技术，具体指一种高分辨率亚像元成像技术实现的方法及系统，它用于对物体进行高分辨率成像。

背景技术

利用亚像元技术进行超分辨率图像重建是提高图像空间分辨率的有效手段，也是图像处理领域中一个重要分支，最近几年，国内很多学者也在研究亚像元探测技术，但研究主要集中在算法研究上，此类研究和实际仪器的研究相关性比较小，因此具有很大的局限性，指导意义有限。而进行实际实验则需要定做特殊排列的探测器，制作成本非常高，周期也比较长。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于普通面阵CMOS探测器成像仪器的新型亚像元成像系统及方法，解决目前亚像元成像需定做特殊排列的探测器的问题。

本发明的高分辨亚像元成像系统如附图1所示，它包括：面阵CMOS探测器1、面阵CMOS探测器驱动与数据采集板2、光学镜头3和二维平移精密光学调节装置4。面阵CMOS探测器1位于光学镜头3的焦平面上；面阵CMOS探测器1、面阵CMOS探测器驱动与数据采集板2和光学镜头3固定于二维平移精密光学调节装置4上。

本发明高分辨亚像元成像系统成像是通过以下步骤实现的，首先成像系统通过光学镜头3对物体进行成像，获得第一幅图像数据，然后利用二维平移精密光学调节装置4使系统在X方向和Y方向分别移动半个CMOS像元的距离(如附图2所示)，再次对物体进行成像，获得错位半个像元的第二幅图像数据，最后将两幅图像数据进行融合，获得高分辨的亚像元成像的图像数据。

本发明的优点是：

1.利用一定方式的二维机械平移使基于普通面阵CMOS探测器的成像仪器进行亚像元探测器，能够避免定制特殊探测器；

2.通过对二维平移位移量的控制可以灵活模拟不同的工作精度，方便对图像配不准这一影响亚像元探测效果的最重要因素进行实验，从而实现短周期内低成本下进行更加接近工程化的亚像元技术研究。

附图说明

图1为本发明的实现亚像元探测技术的装置的结构示意图；

图中：1——面阵CMOS探测器；

2——面阵CMOS探测器驱动与数据采集板；

3——光学镜头；

4——二维平移精密光学调节装置。

图2为本发明的二维平移精密光学调节装置的平移方向示意图。

图3为本发明的面阵CMOS探测器驱动与数据采集板的系统组成图；

图中：201——电源及探测器工作时序驱动模块；

202——模拟图像数据A/D转换模块；

203——数字图像采集与存储模块；

204——USB2.0数据总线上传模块。

具体实施方式

下面结合附图1～图3对本发明的实现亚像元探测的装置的具体实施方式作详细说明：

如附图1所示，本发明所说的普通面阵CMOS探测器1是采用像元排列方式为方形等间距排列的CMOS面阵探测器，具体是采用Cypress公司的STAR250型黑白面阵CMOS探测器；所说的光学镜头3采用Kenko 500mm型定焦镜头；所说的二维平移精密光学调节装置4采用北京卓立汉光仪器有限公司的TSM25G-1S型超精密平移台和TSMV5-1A型精密升降台组合而成；所说的面阵CMOS探测器驱动与数据采集板2由电源及探测器工作时序驱动模块201、模拟图像数据A/D转换模块202、数字图像采集与存储模块203和USB2.0数据总线上传模块204组成，实现面阵CMOS探测器的驱动控制及图像采集与传输。

在进行亚像元成像时：通过调节二维平移精密光学调节架对普通面阵CMOS探测器进行二维平移，可以方便实现亚像元探测技术对原始图像的50％像素位移要求；并且通过对二维平移位移量的控制可以灵活模拟不同的工作精度，对图像配不准这一影响亚像元探测效果的最重要因素进行实验，从而实现短周期内低成本下进行更加接近工程化的亚像元技术研究。