專利名稱：高分辨率亞像元成像技術(shù)實現(xiàn)的方法和系統(tǒng)的制作方法
高分辨率亞像元成像技術(shù)實現(xiàn)的方法和系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)減
本發(fā)明涉及亞像元成像技術(shù)，具體指一種高分辨率亞像元成像技術(shù)實現(xiàn)的 方法及系統(tǒng)，它用于對物體進行高分辨率成像。 背景故術(shù)
利用亞像元技術(shù)進行超分辨率圖像重建是提高圖像空間分辨率的有效手 段，也是圖像處理領(lǐng)域中一個重要分支，最近幾年，國內(nèi)很多學(xué)者也在研究亞 像元探測技術(shù)，但研究主要集中在算法研究上，此類研究和實際儀器的研究相 關(guān)性比較小，因此具有很大的局限性，指導(dǎo)意義有限。而進行實際實驗則需要 定做特殊排列的探測器，制作成本非常高，周期也比較長。 發(fā)明內(nèi)束
本發(fā)明的目的是提供一種基于普通面陣CMOS探測器成像儀器的新型亞像 元成像系統(tǒng)及方法，解決目前亞像元成像需定做特殊排列的探測器的問題。
本發(fā)明的高分辨亞像元成像系統(tǒng)如附

圖1所示，它包括面陣CM0S探測 器l、面陣CM0S探測器驅(qū)動與數(shù)據(jù)采集板2、光學(xué)鏡頭3和二維平移精密光學(xué) 調(diào)節(jié)裝置4。面陣CM0S探測器1位于光學(xué)鏡頭3的焦平面上；面陣CMOS探測 器1、面陣CMOS探測器驅(qū)動與數(shù)據(jù)采集板2和光學(xué)鏡頭3固定于二維平移精密 光學(xué)調(diào)節(jié)裝置4上。
本發(fā)明高分辨亞像元成像系統(tǒng)成像是通過以下步驟實現(xiàn)的，首先成像系統(tǒng) 通過光學(xué)鏡頭3對物體進行成像，獲得第一幅圖像數(shù)據(jù)，然后利用二維平移精 密光學(xué)調(diào)節(jié)裝置4使系統(tǒng)在X方向和Y方向分別移動半個CMOS像元的距離(如 附圖2所示)，再次對物體進行成像，獲得錯位半個像元的第二幅圖像數(shù)據(jù)，最后將兩幅圖像數(shù)據(jù)進行融合，獲得高分辨的亞像元成像的圖像數(shù)據(jù)。 本發(fā)明的優(yōu)點是-
1. 利用一定方式的二維機械平移使基于普通面陣CMOS探測器的成像儀器
進行亞像元探測器，能夠避免定制特殊探測器；
2. 通過對二維平移位移量的控制可以靈活模擬不同的工作精度，方便對
圖像配不準這一影響亞像元探測效果的最重要因素進行實驗,從而實現(xiàn)短周期 內(nèi)低成本下進行更加接近工程化的亞像元技術(shù)研究。
附圖說朋
圖1為本發(fā)明的實現(xiàn)亞像元探測技術(shù)的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中1——面陣CMOS探測器；
2——面陣CMOS探測器驅(qū)動與數(shù)據(jù)采集板；
3——光學(xué)鏡頭；
4——二維平移精密光學(xué)調(diào)節(jié)裝置。
圖2為本發(fā)明的二維平移精密光學(xué)調(diào)節(jié)裝置的平移方向示意圖。 圖3為本發(fā)明的面陣CMOS探測器驅(qū)動與數(shù)據(jù)采集板的系統(tǒng)組成圖； 圖中201——電源及探測器工作時序驅(qū)動模塊；
202——模擬圖像數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)換模塊；
203——數(shù)字圖像采集與存儲模塊；
204——USB2. 0數(shù)據(jù)總線上傳模塊。 具體賣沲方式
下面結(jié)合附圖1 圖3對本發(fā)明的實現(xiàn)亞像元探測的裝置的
具體實施例方式
作詳細說明
如附圖1所示，本發(fā)明所說的普通面陣CMOS探測器1是采用像元排列方式為方形等間距排列的CMOS面陣探測器，具體是釆用Cypress公司的STAR250 型黑白面陣CMOS探測器；所說的光學(xué)鏡頭3釆用Kenko 500mra型定焦鏡頭； 所說的二維平移精密光學(xué)調(diào)節(jié)裝置4采用北京卓立漢光儀器有限公司的 TSM25G-IS型超精密平移臺和TSMV5-1A型精密升降臺組合而成；所說的面陣 CMOS探測器驅(qū)動與數(shù)據(jù)采集板2由電源及探測器工作時序驅(qū)動模塊201、模擬 圖像數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)換模塊202、數(shù)字圖像采集與存儲模塊203和USB2. 0數(shù)據(jù)總線 上傳模塊204組成，實現(xiàn)面陣CMOS探測器的驅(qū)動控制及圖像采集與傳輸。
在進行亞像元成像時:通過調(diào)節(jié)二維平移精密光學(xué)調(diào)節(jié)架對普通面陣CMOS 探測器進行二維平移，可以方便實現(xiàn)亞像元探測技術(shù)對原始圖像的50%像素位 移要求；并且通過對二維平移位移量的控制可以靈活模擬不同的工作精度，對 圖像配不準這一影響亞像元探測效果的最重要因素進行實驗,從而實現(xiàn)短周期 內(nèi)低成本下進行更加接近工程化的亞像元技術(shù)研究。
權(quán)利要求
1.一種亞像元成像系統(tǒng)，它包括面陣CMOS探測器(1)、面陣CMOS探測器驅(qū)動與數(shù)據(jù)采集板(2)、光學(xué)鏡頭(3)和二維平移精密光學(xué)調(diào)節(jié)裝置(4)，其特征在于由面陣CMOS探測器(1)、面陣CMOS探測器驅(qū)動與數(shù)據(jù)采集板(2)、光學(xué)鏡頭(3)構(gòu)成的光學(xué)成像系統(tǒng)固定于二維平移精密光學(xué)調(diào)節(jié)裝置(4)上，二維平移精密光學(xué)調(diào)節(jié)裝置(4)對光學(xué)成像系統(tǒng)在X方向和Y方向可以作相對原始圖像的50％像素的位移。
2. —種亞像元成像方法，其特征在于它包括以下步驟A. 由面陣CMOS探測器(1)、面陣CMOS探測器驅(qū)動與數(shù)據(jù)采集板(2)、 光學(xué)鏡頭(3)構(gòu)成的光學(xué)成像系統(tǒng)物體進行成像，獲得第一幅圖像數(shù)據(jù)；B. 利用二維平移精密光學(xué)調(diào)節(jié)裝置(4)移動成像系統(tǒng)使物體在面陣CMOS 探測器(1)上的圖像在X方向和Y方向分別錯位半個CMOS像元的距離，再次對物體進行成像，獲得錯位半個像元的第二幅圖像數(shù)據(jù)；C. 將步驟A和步驟B獲得的兩幅圖像數(shù)據(jù)進行融合，從而獲得高分辨的亞像元成像的圖像數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高分辨率亞像元成像技術(shù)實現(xiàn)的方法及系統(tǒng)，包括普通面陣CMOS探測器；面陣CMOS探測器驅(qū)動與數(shù)據(jù)采集板；光學(xué)鏡頭和二維平移精密光學(xué)調(diào)節(jié)架。通過對普通面陣CMOS探測器進行一定方式的二維平移可以實現(xiàn)成像系統(tǒng)的亞像元探測，以進行亞像元探測技術(shù)研究。本發(fā)明的優(yōu)點是利用靈活的二維平移機械結(jié)構(gòu)使普通面陣CMOS探測器成像系統(tǒng)進行亞像元探測，能夠避免定制特殊探測器，并且通過對二維平移位移量的控制可以靈活研究圖像不同配準精度亞像元探測技術(shù)效果的影響，從而實現(xiàn)短周期內(nèi)低成本下進行更加接近工程化的亞像元技術(shù)研究。
文檔編號G01S17/00GK101299099SQ20081003532
公開日2008年11月5日 申請日期2008年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者孫勝利, 勇 羅, 陳凡勝, 陳博洋, 陳桂林 申請人:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所