基于点扩散函数的图像复原方法、装置及其相关设备.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111476722A(43)申请公布日2020.07.31(21)申请号202010171313.9(22)申请日2020.03.12(71)申请人哈尔滨工业大学（深圳）（哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院）地址518000广东省深圳市南山区桃源街道深圳大学城哈尔滨工业大学校区(72)发明人肖君军马昱刘彧尘周武超刘强(74)专利代理机构深圳众鼎专利商标代理事务所(普通合伙)44325代理人张宏杰(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)G06T5/50(2006.01)G06F17/15(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图4页(54)发明名称基于点扩散函数的图像复原方法、装置及其相关设备(57)摘要本发明涉及图像处理技术领域，提供一种基于点扩散函数的图像复原方法、装置及其相关设备，该基于点扩散函数的图像复原方法包括：获取在暗场模式下由宽场显微镜连续采集的以纳米颗粒作为点光源的多张纳米颗粒图像；分别从多张纳米颗粒图像获取以中心纳米颗粒为中点的单个纳米颗粒图像；对多张单个纳米颗粒图像进行自相关处理，获得目标纳米颗粒图像；计算目标纳米颗粒图像对应的点扩散函数值；对点扩散函数值进行拟合得到点扩散函数，根据点扩散函数和非盲复原算法对目标图像进行复原。通过本发明的实施，能够解决现有技术中的图像复原方法存在复原图像时点扩散函数的计算过程较为复杂的问题。CN111476722ACN111476722A权利要求书1/2页1.一种基于点扩散函数的图像复原方法，其特征在于，所述获取方法包括：获取在暗场模式下由宽场显微镜连续采集的以纳米颗粒作为点光源的多张纳米颗粒图像；分别从多张所述纳米颗粒图像获取以中心纳米颗粒为中点的单个纳米颗粒图像；对多张所述单个纳米颗粒图像进行自相关处理，获得目标纳米颗粒图像；计算所述目标纳米颗粒图像对应的点扩散函数值；对所述点扩散函数值进行拟合得到点扩散函数，根据所述点扩散函数和非盲复原算法对目标图像进行复原。2.根据权利要求1所述的基于点扩散函数的图像复原方法，其特征在于，所述分别从多张所述纳米颗粒图像获取以中心纳米颗粒为中点的单个纳米颗粒图像包括：获取所述纳米颗粒图像中清晰度最高的所述纳米颗粒；将所述清晰度最高的所述纳米颗粒作为所述中心纳米颗粒，以所述中心纳米颗粒所处位置为中心按照预设规则截取得到所述单个纳米颗粒图像。3.根据权利要求1所述的基于点扩散函数的图像复原方法，其特征在于，所述对多张所述单个纳米颗粒图像进行自相关处理，获得目标纳米颗粒图像包括：对每相邻两幅所述单个纳米颗粒图像之间进行自相关处理，得到多张自相关图像；对所述多张所述自相关图像再进行自相关处理，循环本步骤直至获得一张所述目标纳米颗粒图像。4.根据权利要求3所述的基于点扩散函数的图像复原方法，其特征在于，所述自相关处理由下式(1)表示：其中，A(r,Δn)代表相邻两幅所述单个纳米颗粒图像的自相关处理结果，N代表所述单个纳米颗粒图像的帧数，Δn代表选取的所述单个纳米颗粒图像的序列号，r代表二维离散坐标，ri代表i个像素点距所求点的距离，Mi代表第i个像素位置在所有所述单个纳米颗粒图像序列中最大的灰度值，δε(n)代表第n张所述单个纳米颗粒图像最大的灰度值，U代表所述单个纳米颗粒图像中各个像素点对于所求点光强度做出的贡献值。5.根据权利要求3所述的基于点扩散函数的图像复原方法，其特征在于，所述目标纳米颗粒图像由下式(2)计算得到：其中，F(r)代表所述目标纳米颗粒图像，Ak(r)代表第k层的所述自相关图像。6.根据权利要求1所述的基于点扩散函数的图像复原方法，其特征在于，所述点扩散函数值由以下公式计算得到：其中，f(x，y)代表坐标点(x，y)处的所述点扩散函数值，(x,y)代表所述中心纳米颗粒所处坐标，B代表背景均值，A代表幅度，σx代表水平方向的标准差，σy代表竖直方向的标准2CN111476722A权利要求书2/2页差，(x0,y0)代表拟合所述点扩散函数的中心坐标。7.根据权利要求1所述的基于点扩散函数的图像复原方法，其特征在于，所述纳米颗粒图像中的各个纳米颗粒相互分离。8.一种基于点扩散函数的图像复原装置，其特征在于，包括：纳米颗粒图像获取模块，用于获取在暗场模式下由宽场显微镜连续采集的多张纳米颗粒图像；单个纳米颗粒图像获取模块，用于分别从多张所述纳米颗粒图像获取以单个纳米颗粒为中点的单个纳米颗粒图像；目标纳米颗粒图像获取模块，用于对多张所述单个纳米颗粒图像进行自相关处理，获得目标纳米颗粒图像；点扩散函数值获取模块，用于计算所述目标纳米颗粒图像对应的点扩散函数值；点扩散函数获取模块，用于对所述点扩散函数值进行拟合得到点扩散函数，根据所述点扩散函数和