CN116385301A - 一种针对模糊图像的处理方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种针对模糊图像的处理方法、装置及设备，将采集到的干涉光条纹信息和参考光条纹信息各自对应转换为干涉光电信号和参考光电信号，并利用参考光电信号消除干涉光电信号中的干涉条纹中干扰信息，得到第一光电信号，之后做干涉全息图变换后再做傅里叶变换得到第二光电信号；在确定参考光在全息图上的最小入射角和参考光的空间频均满足分量条件下，从第二光电信号中分离出仅携带有完整物光信息的的频率分量。可见，应用本申请实施例提供的模糊图像处理方法能够在散射介质存在的情况下去除散射介质的干扰影响，并从消除散射介质干扰的光信号中分离出仅包含物光信息的光信号，以能够提高成像分辨率，进而实现高成像深度和成像质量。

Description

一种针对模糊图像的处理方法、装置及设备

技术领域

本申请涉及成像技术领域，尤其涉及一种针对模糊图像的处理方法、装置及设备。

背景技术

携带着成像物体信息的光，能够通过透明介质沿直线进行传播，完整的入射波前几乎全部被成像系统接收，使得原始物像得以呈现，而在毛玻璃和雾等散射介质中，光直线传播的特性却难以实现，这是由于光被介质中与光波长同样量级的粒子进行了多次散射作用，导致入射光原始波前被严重扭曲，丢失了本来携带的信息，导致看不清介质背后的物体。基于此，在实际生活中，当在大雾弥漫、能见度较低时，由于散射作用的存在，难以通过云雾进行遥感测绘和太空观察，使得原本清晰可见的物体变得难以辨认；以及，生物显微系统难以在物体内部对光进行汇聚，因而无法观测深层组织的结构，错过了及早诊断病变细胞的时机，使得众多带有物体细节的高频分量难以进入系统而导致传统光学显微系统的成像分辨率难以提高。

发明内容

本申请提供了一种模糊图像的复原方法、装置及设备，以针对散射介质干扰的情况下，如何提高成像分辨率。

本申请提供的技术方案包括：

第一方面，本申请实施例提供了一种针对模糊图像的处理方法，该方法包括：

采集来自光路组件的干涉光透射散射介质后成像的干涉光条纹信息，以及，参考光透射所述散射介质后成像的参考光条纹信息；其中，所述干涉光为来自所述光路组件的物光和参考光发生干涉后产生的光波，所述物光为光线透射目标物后携带所述目标物信息的光波；

将所述干涉光条纹信息和所述参考光条纹信息各自对应转换为感光场强度的干涉光电信号和参考光电信号；

利用所述参考光电信号消除所述干涉光电信号中的干涉条纹中干扰信息，得到消除所述散射介质所带来散斑噪声后的第一光电信号；

对所述第一光电信号做干涉全息图变换后再做傅里叶变换，得到第二光电信号；

在确定参考光在全息图上的最小入射角和参考光的空间频均满足用于分离出不同频率分量参数的分量条件下，从所述第二光电信号中分离出仅携带有完整物光信息的频率分量。

第二方面，本申请实施例提供了一种针对模糊图像的处理装置，该装置包括：

信息采集单元，用于采集来自光路组件的干涉光透射散射介质后成像的干涉光条纹信息，以及，参考光透射所述散射介质后成像的参考光条纹信息；其中，所述干涉光为来自所述光路组件的物光和参考光发生干涉后产生的光波，所述物光为光线透射目标物后携带所述目标物信息的光波；

信号转换单元，用于将所述干涉光条纹信息和所述参考光条纹信息各自对应转换为感光场强度的干涉光电信号和参考光电信号；

第一光信号获得单元，用于利用所述参考光电信号消除所述干涉光电信号中的干涉条纹中干扰信息，得到消除所述散射介质所带来散斑噪声后的第一光电信号；

第二光信号获得单元，用于对所述第一光电信号做干涉全息图变换后再做傅里叶变换，得到第二光电信号；

信号分离单元，用于在确定参考光在全息图上的最小入射角和参考光的空间频均满足用于分离出不同频率分量参数的分量条件下，从所述第二光电信号中分离出仅携带有完整物光信息的频率分量。

由以上技术方案可以看出，本申请中，将采集到的来自光路组件的干涉光透射散射介质后成像的干涉光条纹信息和参考光透射所述散射介质后成像的参考光条纹信息各自对应转换为感光场强度的干涉光电信号和参考光电信号，并利用参考光电信号消除干涉光电信号中的干涉条纹中干扰信息，得到消除散射介质所带来散斑噪声后的第一光电信号，对第一光电信号做干涉全息图变换后再做傅里叶变换，得到第二光电信号；在确定参考光在全息图上的最小入射角和参考光的空间频均满足用于分离出不同频率分量参数的分量条件下，从第二光电信号中分离出仅携带有完整物光信息的频率分量。可见，应用本申请实施例提供的模糊图像处理方法能够在散射介质存在的情况下去除散射介质的干扰影响，并从消除散射介质干扰的光信号中分离出仅包含物光信息的光信号，以能够提高成像分辨率，进而实现高成像深度和成像质量。

附图说明

图1为本申请提供的一种针对模糊图像的处理方法的流程图；

图2为本申请提供的一种光路组件的结构图；

图3为本申请提供的去掉第二反射镜下采集参考光的光路组件的结构图；

图4(a)为本申请提供的存在毛玻璃干扰的全息图再现像图；

图4(b)为本申请提供的为去除散斑噪声后的全息图再现像图；

图5为本申请提供的一种针对模糊图像的处理装置的结构图；

图6为本申请提供的一种电子设备的结构图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

参见图1，图1为本申请提供的一种针对模糊图像的处理方法的流程图，该方法可以应用于光学系统。

基于图1，实现的流程可包括以下步骤：

步骤101，获取已采集的来自光路组件的干涉光透射散射介质后成像的干涉光条纹信息，以及，参考光透射所述散射介质后成像的参考光条纹信息。

其中，该干涉光为来自光路组件的物光和参考光发生干涉后产生的光波，该物光为光线透射目标物后携带所述目标物信息的光波。

在本实施例中，物光和参考光会在散射介质前发生干涉，这也就是说，物光和参考光在射入散射介质前已发生了干涉，进而产生了干涉光。

需要说明的是，干涉光条纹信息和参考光条纹信息可以实时采集，也可以分开采集，也就是先采集干涉光条纹信息，再采集参考光条纹信息，本实施例对此并不限定。

作为一个实施例，如图2所示，光路组件包括：分光棱镜1、第一反射镜2、第二反射镜3、透镜4和光电传感器件5。

其中，分光棱镜1用于将外部激光器6发射的光束分成作为参考光的第一光线A1和用于透过目标物8作为物光的第二光线A2；第一反射镜2置于所述分光棱镜1的第一侧，以使所述分光棱镜1射出的第一光线经所述第一反射镜2反射第一设定角度后射入所述分光棱镜1；第二反射镜3置于所述分光棱镜1的第二侧，以使所述分光棱镜1射出的第二光线经所述目标物8后射入所述第二反射镜3，并经所述第二反射镜3以第二设定角度反射，反射后的第二光线经所述目标物8后全部射入所述分光棱镜1；透镜4置于设定的散射介质9的一侧，使得来自所述散射介质9中同一区域发生干涉的光线汇聚成像；其中，所述散射介质9用于置于所述分光棱镜1的第三侧，以使来自所述分光镜射出的第一光线和所述第二光线在射入所述散射介质9前的设定距离内发生干涉；光电传感器件5置于所述透镜4的一侧，用于显示干涉条纹形成的图像。

在本实施例中，第一反射镜2和第二反射镜3可以采用结构相同的器件，也可以采用结构不相同的器件，本实施例对此并不限定第一反射镜2只是为便于和后文的反射镜区分而进行的命名，并非用于限定某一反射镜。这里，第二反射镜3也只是为便于和后文的反射镜区分而进行的命名，并非用于限定某一反射镜。

激光器6可以包括在光路组件中，也可以不包括在光路组件中，本实施例对此也不限定，激光器6可以选为功率可调的光纤激光器6；在一些实施例中，光路组件还包括激光器6，激光器6置于分光棱镜1的第四侧，以使发射的光束投射入分光棱镜1中，并通过分光棱镜1将光束分成两束，一光束A1作为参考光射入第一反射镜2，另一光束A2透过目标物8后产生物光射入第二反射镜3。在另一些实施例中，该光路组件还包括扩束镜7，该扩束镜7置于分光棱镜1的第四侧，用于将外部激光器6发出的激光扩束准直后进入分光棱镜1。扩束镜7为增透膜的伽利略消色差扩束器，可将准直光直径扩大20倍，可使其波前误差小于λ/4。

本实施例的第一光线只是为便于和后文的光线区分而进行的命名，并非用于限定某一光线。这里，第二光线也只是为便于和后文的光线区分而进行的命名，并非用于限定某一光线。

分光棱镜1将激光器6发射的光分成两束，一束用于作为参考光，另一束用于透射目标物8。参考光射入第一反射镜2以对参考光进行反射，使得反射的参考光射入分光棱镜1，并在分光棱镜1的作用下射向散射介质9。第二光线透过目标物8形成带有物体信息的物光，第二反射镜3使得射出的物光又全部射入分光棱镜1，以在分光棱镜1的作用下射向散射介质9，此时，物光和参考光会在射入散射介质9前表面相同的区域内发生干涉，形成干涉光，干涉光场穿过散射介质9继续向前传播经透镜4将发生干涉的光线汇聚成像，并在光电传感器件5重形成条纹图像。需要说明的是，散射介质9前物光和参考光的夹角大小变化可以简便的通过调节第一反射镜2和第二反射镜3来实现。

光电传感器件5可以采用CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体)传感器，还可以是CCD(charge coupled device，电荷耦合器件)相机。

散射介质9可以是毛玻璃，也可以是生物组织。本实施例以毛玻璃为例进行说明。

参考光与通过目标物8的物光波进行相干并通过毛玻璃成像，利用CMOS记录干涉条纹光强，采集CMOS记录的干涉条纹信息，并将条纹信息转化为感光场强度的电信号。

由光路组件的整体光路图2可见，激光器6发出激光经过分光棱镜1后分为第一光线和第二光线，第一光线穿过物体后成为携带有该物体信息的物光，第二光线与物光成设定的夹角；当两光束照射在毛玻璃上重叠区域时，两光束发生干涉形成干涉条纹；而后光线穿过毛玻璃经透镜4成像在距离较远的CMOS上，并由CMOS记录下干涉条纹图样。

作为一个实施例，如图3所示，所述参考光条纹信息按照如下步骤采集：从光路组件中去除第二反射镜3，使得射入目标物8之后射出的物光波射入到无穷远，以从光路组件中采集仅参考光透过所述散射介质9后成像的参考光条纹信息。

由于散射介质9使传输中的光线发生漫反射，造成物体成像模糊的现象。基于此，本申请设计了一种测量光路，用于测量散射介质9的透过率函数，从而达到去除光场强度中散射介质9的透过率函数的干扰，得到散射介质9前的波前信息的目的。具体如图3所描述的光路组件的测量光路，以减小测量光路与成像光路的噪声差异。该实施例是基于去除第二反射镜3后的光路组件中的目标物8，使得射入目标物8之后射出的物光波照射到无穷远，这样，只有参考光射入散射介质9后成像，以从光路组件中在遮挡目标物8采集仅参考光透过所述散射介质9后成像的参考光条纹信息。

步骤102，将干涉光条纹信息和参考光条纹信息各自对应转换为感光场强度的干涉光电信号和参考光电信号。

本实施例是将采集到的条纹信息对应转换为光电信号，以被后续针对光电信号进行去噪和滤波处理，得到分辨率高的物光信息。

S103，利用参考光电信号消除干涉光电信号中的干涉条纹中干扰信息，得到消除散射介质所带来散斑噪声后的第一光电信号。

第一光电信号只是为便于和后文的光电信号区分而进行的命名，并非用于限定某一光电信号。

经由试验中CCD所采集到的如图4(a)所示的全息图的直接再现效果可以看出，由于毛玻璃的噪声影响再现像模糊不清，只能看到大体轮廓。因此去除毛玻璃所带来的影响对提高再现像质量来说非常重要。

在一些实施例中，首先可以设置参考光与通过物体的物光波进行相干通过毛玻璃成像，利用光感器件如CCD记录干涉条纹光强；其次通过仅设置参考光通过毛玻璃成像，使其携带有同样的毛玻璃干扰信息，通过CCD记录下此时的光场信息，最后对两次的记录结果进行处理，以使达到去除干涉条纹中干扰信息的作用，达到消除毛玻璃带来的散斑噪声的目的，进而也得到了毛玻璃前的干涉光场。使用处理后的全息图的对比度变得更加明显，字体中间的噪声也少了，图像也变得更为整洁干净，具体如图4(b)所示，图4(b)为去除散斑噪声后的全息图再现像。

S104，对第一光电信号做干涉全息图变换后再做傅里叶变换处理，得到第二光电信号。

这里，第二光电信号也只是为便于和后文的光电信号区分而进行的命名，并非用于限定某一光电信号。

直接傅里叶变换法在计算上简洁快速，应用起来也比较方便，只需经过一次傅里叶变换即可。卷积法相对来说比较繁琐，而角谱法适用于衍射距离相对较小的情况。基于此，本实施例采用直接傅里叶变换法，对上述记录的全息图进行再现。经试验发现，由原始干涉全息图的再现图如图4(b)所示，从图4(b)来看，全息再现效果并不是很好，图中不只有各级光的叠加还有毛玻璃带来的散斑噪声使图像看起来模糊，边缘不清晰，基于此，本实施例执行了步骤105的图像过滤处理。

S105，在确定参考光在全息图上的最小入射角和参考光的空间频均满足用于分离出不同频率分量参数的分量条件下，从所述第二光电信号中分离出仅携带有完整物光信息的频率分量。

去除散斑噪声后的再现像虽然清晰了很多，可是并没有达到理想清晰度的再现效果，这是因为在实际应用中，干涉条纹成像中不仅有再现图像还具有直透光和共轭像的干扰，使所成的图像清晰度受到很大的影响，特别是直透光占据了大部分能量在屏幕上形成一个亮斑，降低再现像的对比度，使再现像的细节部分难以凸显出来。另外，这也进一步限制了数字全息的应用范围，如果可以提高再现像的质量，数字全息也将会得到更加广泛的应用。综上分析，本实施例针对步骤104处理后的再现图像还需要进一步的改善，以提高再现图像质量。基于此，本实施例在限定参考光在全息图上的最小入射角和参考光的空间频均满足用于分离出不同频率分量参数的分量条件下，从第二光电信号中分离出多个频率分离，滤除其他各频率分离，仅保留携带有完整物光信息的频率分量，以使得利用该频率分量得到的时域中的物像函数就是所期望的原始图像信息。

至此，完成图1所示的描述。

由以上技术方案可以看出，本申请中，将采集到的来自光路组件的干涉光透射散射介质后成像的干涉光条纹信息和参考光透射所述散射介质后成像的参考光条纹信息各自对应转换为感光场强度的干涉光电信号和参考光电信号，并利用参考光电信号消除干涉光电信号中的干涉条纹中干扰信息，得到消除散射介质所带来散斑噪声后的第一光电信号，对第一光电信号做干涉全息图变换后再做傅里叶变换，得到第二光电信号；在确定参考光在全息图上的最小入射角和参考光的空间频均满足用于分离出不同频率分量参数的分量条件下，从第二光电信号中分离出仅携带有完整物光信息的频率分量。可见，应用本申请实施例提供的模糊图像处理方法能够在散射介质存在的情况下去除散射介质的干扰影响，并从消除散射介质干扰的光信号中分离出仅包含物光信息的光信号，以能够提高成像分辨率，进而实现高成像深度和成像质量。

至此，完成上述实施例的描述。

作为一个实施例，实现步骤103的实现方式包括：

按照如下表达式得到消除所述散射介质所带来散斑噪声后的第一光电信号：

所述表达式为：

其中，x为光电传感器件5上入射面的横坐标，y为光电传感器件5上入射面的纵坐标，I(x,y)为第一光电信号，I′(x,y)为散射介质前的干涉光电信号函数，O(x,y)为散射介质前表面的物光的电信号函数，R(x,y)为所述散射介质前表面的参考光的电信号函数，R^*(x,y)为所述散射介质前表面的参考光的电信号的共轭函数，O^*(x,y)为散射介质前表面的物光的电信号的共轭函数。

在本实施例中，利用CCD记录干涉条纹光强度函数H₁(x,y)；其次通过仅设置参考光通过毛玻璃成像，使其携带有同样的毛玻璃干扰信息，通过CCD记录下参考光的光场信息H₂(x,y)，由上述分析可知，经过毛玻璃后被CCD采集记录的全息图H₁(x,y)和参考光强H₂(x,y)中都包含有毛玻璃的随机透过率函数，基于此，忽略常数因子t₀的影响，基于H₁(x,y)和H₂(x,y)各自与干涉条纹光强度对应电信号函数I₁(x,y)和CCD记录下参考光的光场信息对应电信号函数I₂(x,y)的关系，即可消除两者共有的毛玻璃透过率函数f(x,y)，进而获得，

其中，R(x,y)可以被作为一个常量，这样，所得到的散射介质前的干涉光电信号函数可以被近似认为是未经过毛玻璃散射的干涉条纹信息的/>

经试验，利用CCD拍摄到的完整光路中的全息图和参考光路中的参考光强图进行相除得到毛玻璃前的全息图，并将新的全息图和原始全息图进行比较。使用该表达式进行消除毛玻璃后全息图的对比度变得更加明显，字体中间的噪声也少了；如图4(b)所示为去除散斑噪声后的全息图再现像，可以看出字体变得更为清晰了，图像整体噪声也减小了很多，图像也变得更为整洁干净，足以证明此算法在一定程度有去除散斑噪声的作用。

去除散斑噪声后的再现像虽然清晰了很多，可是并没有达到理想的再现效果。在实际应用中，直接利用干涉条纹成像，所成的像中不仅有再现像还有直透光和共轭像的干扰，使所成的像清晰度受到很大的影响，特别是直透光占据了大部分能量在屏幕上形成一个亮斑，降低再现像的对比度，使再现像的细节部分难以凸显出来。这也限制了数字全息的应用范围，基于此，需要对图像进一步进行改善。作为另一个实施例，实现步骤104的实现方式包括：

按照如下表达式得到第二光电信号；所述表达式为：

u(μ,ν)＝S(μ,ν)P(μ,ν)＝|R(μ,ν)|G₀(μ,ν-α)

u(x,y)＝F^-1{u(μ,ν)}＝F^-1{|R(μ,ν) G₀(μ,ν-α)}

I(x,y)为第一光电信号，F{·}为傅里叶变换函数，|·|为绝对值函数，

为自相关函数，G₀(·,·)为干涉前的物光频谱函数，G₁(·,·)为在一个方向的参考光光强频谱函数，G₂(·,·)为干涉后的物光光强频谱函数，G₃(·,·)为物光和参考光频率之差函数，G₄(·,·)为物光和参考光频率之差和函数，μ为x轴方向频谱，ν为y轴方向频谱，α为参考光的空间频率，B为物光波带宽，R(·)为参考光函数，(.)^*为共轭函数，S(μ,ν)为对干涉全息图做傅里叶变换后的函数，δ(·,·)为单位冲激响应函数，表示在μ和ν均为零频率时，δ(·,·)取值为1，在μ和ν为余下频率时，δ(·,·)取值为0，P(μ,ν)为滤波函数，u(μ,ν)为频域中的物像频谱函数，u(x,y)为时域中的物像函数。

在本实施例中，对于离轴全息来说，0级和±1级光分量是各自分开的，这样就有可能通过对全息图的频谱变换将其+1级或-1级光谱分离出来。这里，设平面参考光R(x,y)在全息面上的入射角为θ，那么参考光的空间频率为α＝sinθ/λ，干涉全息图可表示为

I(x,y)＝R(x,y)R^*(x,y)+O(x,y)O(x,y)^*+O(x,y)R^*(x,y)+O^*(x,y)R(x,y)

＝|R(x,y)²+|O(x,y)²+|R(x,y)|Oexp(j2παy)+|R|O^*(-j2παy)

＝I₁(x,y)+I₂(x,y)+I₃(x,y)+I₄(x,y)

对上述干涉全息图做傅里叶变换

其中，F{O(x,y)}＝G₀(μ,ν)，物光波带宽为2B，这里的

表示自相关，在频谱互相分离的条件下，这四项频谱已分离。

若想要使频谱图中各频谱互不重叠，相互分离，则要使三频带中心之间的距离不小于设定致，也即满足分量条件，作为一个实施例，该分量条件可以为：α≥3B，θ_min＝arcsin(3Bλ)；其中，λ为波长，θ_min为全息面上最小入射角；此时，再现像中的三个部分就可以互相分离，利用带通滤波器就可以将所需要的频谱分量分离出来。

在确定好参考光波最小倾角，保持各频谱分量互相分离后，选择矩形函数P(μ,ν)作为滤波函数，对S(μ,ν)中的各项进行滤波，使携带有完整物体信息的+1级项留下，其余各项均将被滤除掉

将上式在频域与S(μ,ν)相乘即可得到频域中的物像频谱u(μ,ν)

u(μ,ν)＝S(μ,ν)P(μ,ν)＝|R|G₀(μ,ν-α)

则时域中的物像函数u(x,y)为

u(x,y)＝F^-1{u(μ,ν)}＝F^-1{|R|G₀(μ,ν-α)}

上式即为想要得到的原始物体的像。

参见图5，图5为本实施例提供的一种针对模糊图像的处理装置500，该装置包括：

信息采集单元501，用于获取已采集的来自光路组件的干涉光透射散射介质后成像的干涉光条纹信息，以及，参考光透射所述散射介质后成像的参考光条纹信息；其中，所述干涉光为来自所述光路组件的物光和参考光发生干涉后产生的光波，所述物光为光线透射目标物后携带所述目标物信息的光波；

信号转换单元502，用于将所述干涉光条纹信息和所述参考光条纹信息各自对应转换为感光场强度的干涉光电信号和参考光电信号；

第一光信号获得单元503，用于利用所述参考光电信号消除所述干涉光电信号中的干涉条纹中干扰信息，得到消除所述散射介质所带来散斑噪声后的第一光电信号；

第二光信号获得单元504，用于对所述第一光电信号做干涉全息图变换后再做傅里叶变换，得到第二光电信号；

信号分离单元505，用于在确定参考光在全息图上的最小入射角和参考光的空间频均满足用于分离出不同频率分量参数的分量条件下，从所述第二光电信号中分离出仅携带有完整物光信息的频率分量。

作为一个实施例，所述光路组件包括：

分光棱镜，用于将外部激光器发射的光束分成作为参考光的第一光线和用于透过目标物作为物光的第二光线；

第一反射镜，置于所述分光棱镜的第一侧，以使所述分光棱镜射出的第一光线经所述第一反射镜反射第一设定角度后射入所述分光棱镜；

第二反射镜，置于所述分光棱镜的第二侧，以使所述分光棱镜射出的第二光线经所述目标物后射入所述第二反射镜，并经所述第二反射镜以第二设定角度反射，反射后的第二光线经所述目标物后全部射入所述分光棱镜；

透镜，置于设定的散射介质的一侧，使得来自所述散射介质中同一区域发生干涉的光线汇聚成像；其中，所述散射介质用于置于所述分光棱镜的第三侧，以使来自所述分光镜射出的第一光线和所述第二光线在射入所述散射介质前的设定距离内发生干涉；

光电传感器件，置于所述透镜的一侧，用于显示干涉条纹形成的图像。

作为一个实施例，所述第一光信号获得单元号，具体用于：

按照如下表达式得到消除所述散射介质所带来散斑噪声后的第一光电信号I(x,y)：

所述表达式为：

其中，x为光电传感器件5上入射面的横坐标，y为光电传感器件5上入射面的纵坐标，I(x,y)为第一光电信号，I′(x,y)为散射介质前的干涉光电信号函数，O(x,y)为散射介质前表面的物光的电信号函数，R(x,y)为所述散射介质前表面的参考光的电信号函数，R^*(x,y)为所述散射介质前表面的参考光的电信号的共轭函数，O^*(x,y)为散射介质前表面的物光的电信号的共轭函数。

作为一个实施例，第二光信号获得单元号，具体用于：

按照如下表达式得到第二光电信号；

所述表达式为：

u(μ,ν)＝S(μ,ν)P(μ,ν)＝|R(μ,ν)|G₀(μ,ν-α)

u(x,y)＝F^-1{u(μ,ν)}＝F^-1{|R(μ,ν)|G₀(μ,ν-α)}

其中，I(x,y)为第一光电信号，F{·}为傅里叶变换函数，|·|为绝对值函数，

为自相关函数，G₀(·,·)为干涉前的物光频谱函数，G₁(·,·)为在一个方向的参考光光强频谱函数，G₂(·,·)为干涉后的物光光强频谱函数，G₃(·,·)为物光和参考光频率之差函数，G₄(·,·)为物光和参考光频率之差和函数，μ为x轴方向频谱，ν为y轴方向频谱，α为参考光的空间频率，B为物光波带宽，R(·)为参考光函数，(.)^*为共轭函数，S(μ,ν)为对干涉全息图做傅里叶变换后的函数，δ(·,·)为单位冲激响应函数，表示在μ和ν均为零频率时，δ(·,·)取值为1，在μ和ν为余下频率时，δ(·,·)取值为0，P(μ,ν)为滤波函数，u(μ,ν)为频域中的物像频谱函数，u(x,y)为时域中的物像函数。

作为一个实施例，所述分量条件包括：α≥3B，θ_min＝arcsin(3Bλ)；其中，λ为波长，θ_min为全息面上最小入射角。

上述装置中各个设备的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

本申请实施例提供的电子设备，从硬件层面而言，硬件架构示意图可以参见图6所示。包括：机器可读存储介质和处理器，其中：所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令；所述处理器用于执行机器可执行指令，以实现上述示例公开的针对模糊图像的处理操作。

本申请实施例提供的机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现上述示例公开的针对模糊图像的处理操作。

这里，机器可读存储介质可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质可以是：RAM(RadomAccess Memory，随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、固态硬盘、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机，计算机的具体形式可以是个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件收发设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任意几种设备的组合。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可以由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其它可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

而且，这些计算机程序指令也可以存储在能引导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或者多个流程和/或方框图一个方框或者多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其它可编程数据处理设备上，使得在计算机或者其它可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种针对模糊图像的处理方法，其特征在于，该方法包括：

获取已采集的来自光路组件的干涉光透射散射介质后成像的干涉光条纹信息，以及，参考光透射所述散射介质后成像的参考光条纹信息；其中，所述干涉光为来自所述光路组件的物光和参考光发生干涉后产生的光波，所述物光为光线透射目标物后携带所述目标物信息的光波；

将所述干涉光条纹信息和所述参考光条纹信息各自对应转换为感光场强度的干涉光电信号和参考光电信号；

利用所述参考光电信号消除所述干涉光电信号中的干涉条纹中干扰信息，得到消除所述散射介质所带来散斑噪声后的第一光电信号；

对所述第一光电信号做干涉全息图变换后再做傅里叶变换，得到第二光电信号；

在确定参考光在全息图上的最小入射角和参考光的空间频均满足用于分离出不同频率分量参数的分量条件下，从所述第二光电信号中分离出仅携带有完整物光信息的的频率分量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光路组件包括：

分光棱镜，用于将外部激光器发射的光束分成作为参考光的第一光线和用于透过目标物作为物光的第二光线；

第一反射镜，置于所述分光棱镜的第一侧，以使所述分光棱镜射出的第一光线经所述第一反射镜反射第一设定角度后射入所述分光棱镜；

第二反射镜，置于所述分光棱镜的第二侧，以使所述分光棱镜射出的第二光线经所述目标物后射入所述第二反射镜，并经所述第二反射镜以第二设定角度反射，反射后的第二光线经所述目标物后全部射入所述分光棱镜；

透镜，置于设定的散射介质的一侧，使得来自所述散射介质中同一区域发生干涉的光线汇聚成像；其中，所述散射介质用于置于所述分光棱镜的第三侧，以使来自所述分光镜射出的第一光线和所述第二光线在射入所述散射介质前的设定距离内发生干涉；

光电传感器件，置于所述透镜的一侧，用于显示干涉条纹形成的图像。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述光路组件还包括扩束镜，所述扩束镜置于所述分光棱镜的第四侧，用于将外部激光器发出的激光扩束准直后进入分光棱镜。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述参考光电信号消除所述干涉光电信号中的干涉条纹中干扰信息，得到消除所述散射介质所带来散斑噪声后的第一光电信号，包括：

按照如下表达式得到消除所述散射介质所带来散斑噪声后的第一光电信号：

所述表达式为：

其中，x为光电传感器件上入射面的横坐标，y为光电传感器件上入射面的纵坐标，I(x,y)为第一光电信号，I′(x,y)为散射介质前的干涉光电信号函数，O(x,y)为散射介质前表面的物光的电信号函数，R(x,y)为所述散射介质前表面的参考光的电信号函数，R^*(x,y)为所述散射介质前表面的参考光的电信号的共轭函数，O^*(x,y)为散射介质前表面的物光的电信号的共轭函数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一光电信号做干涉全息图变换后再做傅里叶变换，得到第二光电信号，包括：

按照如下表达式得到第二光电信号：

所述表达式为：

u(μ,ν)＝S(μ,ν)P(μ,ν)＝|R(μ,ν)|G₀(μ,ν-α)

u(x,y)＝F^-1{u(μ,ν)}＝F^-1{|R(μ,ν)|G₀(μ,ν-α)}

其中，I(x,y)为第一光电信号，F{·}为傅里叶变换函数，|·|为绝对值函数，

为自相关函数，G₀(·,·)为干涉前的物光频谱函数，G₁(·,·)为在一个方向的参考光光强频谱函数，G₂(·,·)为干涉后的物光光强频谱函数，G₃(·,·)为物光和参考光频率之差函数，G₄(·,·)为物光和参考光频率之差和函数，μ为x轴方向频谱，ν为y轴方向频谱，α为参考光的空间频率，B为物光波带宽，R(·)为参考光函数，(.)^*为共轭函数，S(μ,ν)为对干涉全息图做傅里叶变换后的函数，δ(·,·)为单位冲激响应函数，表示在μ和ν均为零频率时，δ(·,·)取值为1，在μ和ν为余下频率时，δ(·,·)取值为0，P(μ,ν)为滤波函数，u(μ,ν)为频域中的物像频谱函数，u(x,y)为时域中的物像函数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分量条件包括：α≥3B，θ_min＝arcsin(3Bλ)；其中，λ为波长，θ_min为全息面上最小入射角。

7.一种针对模糊图像的处理装置，其特征在于，该装置包括：

信息采集单元，用于采集来自光路组件的干涉光透射散射介质后成像的干涉光条纹信息，以及，参考光透射所述散射介质后成像的参考光条纹信息；其中，所述干涉光为来自所述光路组件的物光和参考光发生干涉后产生的光波，所述物光为光线透射目标物后携带所述目标物信息的光波；

信号转换单元，用于将所述干涉光条纹信息和所述参考光条纹信息各自对应转换为感光场强度的干涉光电信号和参考光电信号；

第一光信号获得单元，用于利用所述参考光电信号消除所述干涉光电信号中的干涉条纹中干扰信息，得到消除所述散射介质所带来散斑噪声后的第一光电信号；

第二光信号获得单元，用于对所述第一光电信号做干涉全息图变换后再做傅里叶变换，得到第二光电信号；

信号分离单元，用于在确定参考光在全息图上的最小入射角和参考光的空间频均满足用于分离出不同频率分量参数的分量条件下，从所述第二光电信号中分离出仅携带有完整物光信息的的频率分量。

8.根据权利要求7所述的处理装置，其特征在于，所述光路组件包括：

分光棱镜，用于将外部激光器发射的光束分成作为参考光的第一光线和用于透过目标物作为物光的第二光线；

第一反射镜，置于所述分光棱镜的第一侧，以使所述分光棱镜射出的第一光线经所述第一反射镜反射第一设定角度后射入所述分光棱镜；

第二反射镜，置于所述分光棱镜的第二侧，以使所述分光棱镜射出的第二光线经所述目标物后射入所述第二反射镜，并经所述第二反射镜以第二设定角度反射，反射后的第二光线经所述目标物后全部射入所述分光棱镜；

透镜，置于设定的散射介质的一侧，使得来自所述散射介质中同一区域发生干涉的光线汇聚成像；其中，所述散射介质用于置于所述分光棱镜的第三侧，以使来自所述分光镜射出的第一光线和所述第二光线在射入所述散射介质前的设定距离内发生干涉；

光电传感器件，置于所述透镜的一侧，用于显示干涉条纹形成的图像。

9.根据权利要求7所述的处理装置，其特征在于，所述第一光信号获得单元号，具体用于：

按照如下表达式得到消除所述散射介质所带来散斑噪声后的第一光电信号I(x,y)：

所述表达式为：

其中，x为光电传感器件上入射面的横坐标，y为光电传感器件上入射面的纵坐标，I(x,y)为第一光电信号，I′(x,y)为散射介质前的干涉光电信号函数，O(x,y)为散射介质前表面的物光的电信号函数，R(x,y)为所述散射介质前表面的参考光的电信号函数，R^*(x,y)为所述散射介质前表面的参考光的电信号的共轭函数，O^*(x,y)为散射介质前表面的物光的电信号的共轭函数。

10.一种电子设备，其特征在于，该电子设备包括：处理器和存储器；

所述存储器，用于存储机器可执行指令；

所述处理器，用于读取并执行所述存储器存储的机器可执行指令，以实现如上述权利要求1～6中任一方法。

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