[发明专利]一种基于光学原理的图像压缩及解压缩方法

权利要求书

1.一种基于光学原理的图像压缩及解压缩方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：依次提取待处理影像中的图像，并对图像进行灰度处理，图像帧数为n，其中n为整数；

步骤2：采用闪耀光栅调制步骤1获取的n帧图像；

步骤3：将步骤2中被光栅调制的n帧图像的各像素点的振幅和位相按像素点分别逐点相加，获得一幅包含振幅和位相的合成图像；

步骤4：将合成图像放置在一个凸透镜的前焦面，利用凸透镜具有二维傅里叶变换的性质，即一束光通过凸透镜，在焦平面上形成到的图像包含这束光的频率空间信息，即在凸透镜的后焦面获得傅立叶变换结果，得到频谱平面的衍射光斑分布图；

步骤5：选用光斑滤波器逐个将衍射光斑进行过滤；其中，过滤选用的光斑滤波器个数与步骤4中得到的频谱平面的衍射光斑数量一致，衍射光斑滤波器的位置与衍射光斑的位置分别对应，所述光斑滤波器为通光圆孔；

步骤6：依次将过滤得到的衍射光斑单独通过凸透镜，即进行傅里叶逆变换，从凸透镜的后焦面处获得的光强分布即为解压缩图像。

2.根据权利要求1所述的基于光学原理的图像压缩及解压缩方法，其特征在于，所述步骤2中闪耀光栅调制图像的具体步骤如下：

步骤A：i表示第i帧图像，i=0；

步骤B：将光栅刻线所在的竖直方向定为起始方向，光栅旋转间隔角度为a，光栅的闪耀角度为b；

步骤C：将光栅的位相值与待调制图像序列中的第i幅图像的灰度值按像素逐点相乘，图像尺寸受到光栅调制后保持不变，经过光栅调制后的图像的衍射光斑在频谱平面出现的位置将由光栅的闪耀角度和旋转角度决定；

步骤D：每隔角度a沿逆时针方向旋转光栅，即逐步增大光栅的旋转角度，闪耀角度保持为不变为b，i=i+1，若光栅旋转角度小于360°，则返回步骤C；否则，进入步骤E；

步骤E：若i<=n，则减小光栅的旋转间隔角度a，增大光栅的闪耀角度b，返回步骤B，否则，结束光栅调制，得到经过光栅调制的图像的衍射光斑在频谱平面上形成一圈衍射光斑，每个衍射光斑对应一幅被调制的图像；其中，光栅旋转间隔角度a的取值为1°～180°，光栅的闪耀角b的取值范围是1°～89°；

其中，所述闪耀光栅刻槽的函数形式如下；

g1(x)=exp[j·2πλ·tgθ(cosα+cosβ)·x]]]>

其中，α为光束入射角，β为光束反射角，θ为光栅刻槽倾斜角度，λ为光波波长，x为入射光束在x方向距离前一个入射光点的水平距离，d为光栅周期；入射光束垂直或按非垂直的固定角度入射到光栅，故α,β的取值为固定，光栅周期d的取值范围为2-100个像素，g₁(x)的取值范围为0~1。

3.根据权利要求1或2所述的基于光学原理的图像压缩及解压缩方法，其特征在于，所述步骤2中的步骤B中的光栅的闪耀角度b初始为11.48°。