[发明专利]一种高精度亚像元位移产生方法

摘要

本发明属于光学成像领域，涉及一种高精度亚像元位移产生方法。本发明通过将偏差校正系数作为待求解的变量，以理想位移序列与实际输出的位移序列之间的偏差均方根误差作为目标函数，利用全局优化在高维空间中搜索来获得最优的偏差校正系数。本发明将傅里叶变换亚像元位移产生与位相相关亚像素精度位移检测嵌入到模拟退火算法全局优化框架中，通过迭代搜索获得用于校正亚像素位移产生偏差的系数，以此来提升傅里叶变换模型所产生的亚像元位移精度。本发明通过获取偏差校正系数可以大幅提升亚像元位移序列的产生精度，使后期研究超分辨重建算法以及位移控制偏差对重建效果的影响有高精度仿真数据作为保证。

主权项

1.一种高精度亚像元位移产生方法，其特征在于：包括以下步骤：1)位移初始化；1.1)设定理想位移序列Si，其中i＝0,1,2…n；1.2)以Si作为位移输入序列Xm，利用傅里叶变换产生具有相对位移的图像序列Ym，其中m＝0,1,2…n；1.3)利用位移检测算法获得图像序列Ym中每一幅图像相对于初始图像的实际位移序列Si’；1.4)计算实际位移序列Si’与理想位移序列Si之间的偏差均方根误差Ccost；2)迭代计算偏差校正系数；2.1)设定迭代次数iter和退火初始温度T，设定偏差校正系数初始值Di，其中i＝0,1,2…n；2.2)为当前的偏差校正系数Di增加扰动；2.3)产生修正后的位移输入序列：Xm＝Xm+Di；利用傅里叶变换产生具有相对位移的图像序列Ym；2.4)利用位移检测算法获得图像序列Ym中每一幅图像相对于初始图像的实际位移序列Si’；2.5)计算实际位移序列Si’与理想位移序列Si之间的偏差均方根误差Ncost；2.6)判断Ncost是否小于Ccost；若是，则执行步骤2.7)；若否，则执行步骤2.9)；2.7)令Ccost＝Ncost，t＝t+1；2.8)判断t是否大于iter；若是，则输出偏差校正系数Di，执行步骤3)；若否，则降低退火温度T并返回步骤2.2)；2.9)计算接受率r＝exp((Ncost‑Ccost)/T)，并判断r是否大于rand的当前值；若是，则执行步骤2.7)；若否，则执行步骤2.10)；其中，rand是可随机产生0～1之间的任意数值的随机函数；2.10)令t＝t+1并判断t是否大于iter；若是，则输出偏差校正系数Di，执行步骤3)；若否，则降低退火温度T并返回步骤2.2)；3)以Si+Di作为输入，产生接近理想位移序列Si的高精度亚像元位移。