一种基于压缩感知的大视场高分辨成像方法及装置.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CN113992840A(43)申请公布日2022.01.28(21)申请号202111078459.X(22)申请日2021.09.15(71)申请人中国航天科工集团第二研究院地址100854北京市海淀区永定路50号31号楼(72)发明人霍娟马喆雷昊刘敦伟张国万毛磊(74)专利代理机构中国航天科工集团公司专利中心11024代理人张国虹(51)Int.Cl.H04N5/232(2006.01)H04N5/235(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种基于压缩感知的大视场高分辨成像方法及装置(57)摘要本发明公开一种基于压缩感知的大视场高分辨成像方法及装置，涉及光电成像技术领域，以解决传统成像系统高精度成像集成难的技术问题。方法包括：对光信号进行预处理，将记录的阵列探测器每个像元接收到的光信号的强度信息，与预低分辨率观测矩阵关联运算，得到大视场区域图像；对大视场区域图像进行二值化处理，根据确定的目标物体区域，对高分辨率观测矩阵进行更新，将强度信息与更新的高分辨率观测矩阵进行关联运算，得到目标区域高分辨图像；将高分辨图像等比例缩放后与大视场区域图像进行融合，得到大视场高分辨成像。上述方法纪装置实现了大视场进行低分辨成像和目标物体区域进行高分辨成像，成像速度快，计算量小，具有很高的实用性。CN113992840ACN113992840A权利要求书1/2页1.一种基于压缩感知的大视场高分辨成像方法，其特征在于，包括以下步骤：对获取的待成像区域的光信号进行预处理，记录阵列探测器每个像元接收到的预处理的光信号的强度信息，将所述强度信息与预存储的低分辨率观测矩阵一一对应的关联运算，得到目标区域的大视场区域图像；对所述大视场区域图像进行二值化处理，根据二值图确定所述大视场区域图像中目标物体区域，根据所述目标物体区域，对预存储的高分辨率观测矩阵进行更新，将所述强度信息与更新后的高分辨率观测矩阵进行一一对应的关联运算，得到目标区域的高分辨图像；将所述高分辨图像等比例缩放后与所述大视场区域图像进行融合，得到目标区域的大视场高分辨成像。2.根据权利要求1所述的基于压缩感知的大视场高分辨成像方法，其特征在于，所述对获取的待成像区域的光信号进行预处理，具体包括以下步骤：获取待成像区域的光信号，并在空间光调制板前成像；所述空间光调制板对成像后的光信号进行调制打散；对打散后的光信号进行汇聚。3.根据权利要求2所述的基于压缩感知的大视场高分辨成像方法，其特征在于，在所述获取待成像区域的光信号，并在空间光调制板前成像之前，还包括以下步骤：将点光源和电荷耦合元件放置在所述空间光调制板的两侧；所述点光源按照设定步长沿预设运行路径运动；所述电荷耦合元件对所述点光源每次运动后的数据阵列进行记录，直至所述点光源完成所述预设运行路径的运动，得到高分辨率观测矩阵。4.根据权利要求3所述的基于压缩感知的大视场高分辨成像方法，其特征在于，在所述电荷耦合元件对所述点光源每次运动后的数据阵列进行记录，直至所述点光源完成所述预设运行路径的运动，得到高分辨率观测矩阵之后，还包括以下步骤：对所述高分辨率观测矩阵进行矩阵稀疏化，得到低分辨率观测矩阵。5.根据权利要求1所述的基于压缩感知的大视场高分辨成像方法，其特征在于，在所述对所述大视场区域图像进行二值化处理，根据二值图确定所述大视场区域图像中目标物体区域，根据所述目标物体区域之后，所述对预存储的高分辨率观测矩阵进行更新，将所述强度信息与更新后的高分辨率观测矩阵进行一一对应的关联运算，得到目标区域的高分辨图像之前，还包括以下步骤：将预存储的高分辨率观测矩阵中所述目标物体区域外的部分标记为0。6.一种基于压缩感知的大视场高分辨成像装置，其特征在于，包括光信号处理装置、阵列探测器、数据采集系统和计算机；所述光信号处理装置，用于对获取的待成像区域的光信号进行预处理；所述阵列探测器，与所述数据采集系统连通，用于将每个像元接收到的预处理的光信号的强度信息通过所述数据采集系统，发送至所述计算机；所述计算机，用于将所述强度信息与预存储的低分辨率观测矩阵一一对应的关联运算，得到目标区域的大视场区域图像；还用于对所述大视场区域图像进行二值化处理，根据二值图确定所述大视场区域图像中目标物体区域，根据所述目标物体区域，对预存储的高分辨率观测矩阵进行更新，将所述2CN113992840A权利要求书2/2页强度信息与更新后的高分辨率观测矩阵进行一一对应的关联运算，得到目标区域的高分辨图像；将所述高分辨图像等比例缩放后与所述大视场区域图像进行融合，得到目标区域的大视场高分辨成像。7.根据权利要求6所述的基于压缩感知的大视场高分辨成像装置，其特征在于，所述光信号处理装