(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210863882.9 (22)申请日 2022.07.20 (30)优先权数据 17/381,451 2021.07.21 US (71)申请人 黑芝麻智能科技有限公司 地址 430080 湖北省武汉市青山区和平大 道1278号深国投中心/ 栋/单元32层 (72)发明人 信钊炜　王超　 (74)专利代理 机构 华进联合专利商标代理有限 公司 44224 专利代理师 易皎鹤 (51)Int.Cl. G01N 21/21(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 具有超分辨率融合的偏振成像系统 (57)摘要 本发明公开了用于生成超分辨率图像的偏 振成像系统。 该偏振成像系统由多个用于生成超 分辨率图像的功能元件组成， 包括相机装置、 偏 振分析模块、 权重模块、 融合模块和输出模块。 成 像系统的透镜捕获来自由偏振传感器检测并作 用的对象的光。 偏振传感器生 成多个低分辨率图 像， 并计算光线的线性偏振度和偏振角， 基于该 线性偏振度和偏振角生成引导掩膜。 该系统采用 算法来组合一个或多个低分辨率图像， 以产生作 为输出的最终超分辨 率图像。 权利要求书3页 说明书8页 附图6页 CN 115235999 A 2022.10.25 CN 115235999 A 1.一种用于生成超分辨 率图像的偏振成像系统， 其中， 所述偏振成像系统包括： 用于捕获图像的相机， 其中， 所述相机包括： 透镜； 和 偏振图像传感器， 其中， 所述偏振图像传感器感测所述图像的偏振感知， 以创建一个或 多个子图像； 偏振分析模块， 其中， 所述偏振分析模块包括： 图像提取器， 其中， 所述图像提取器接收所述一个或多个子 图像并从所述一个或多个 子图像中提取一个或多个经处 理的子图像； 和 第一处理器， 其中， 所述第一处理器为所述一个或多个经处理的子 图像中的每一者计 算线性偏振度和线性偏振角； 权重模块， 其中， 所述权 重模块包括： 第二处理器， 其中， 所述第二处理器基于所述线性偏振度和所述线性偏振角为所述一 个或多个经处 理的子图像中的每一 者生成引导图； 权重掩膜模块， 其中， 所述权重掩膜模块基于所述引导图为所述一个或多个经处理的 子图像中的每一者计算权重掩膜， 并且其中， 所述权重掩膜模块将所述权重掩膜分配给所 述一个或多个经处 理的子图像， 以生成一个或多个加权的子图像； 和 融合模块， 其中， 所述融合模块组合所述一个或多个加权的子图像， 以生成所述超分辨 率图像。 2.根据权利要求1所述的偏振成像系统， 其特征在于， 所述线性偏振度和所述偏振角是 基于斯托克斯矢量的。 3.根据权利要求1所述的偏振成像系统， 其特征在于， 所述融合模块通过融合成像来组 合所述一个或多个加权的子图像。 4.根据权利要求3所述的偏振成像系统， 其特征在于， 所述融合成像是基于表面反射减 小或表面法线映射的。 5.根据权利要求1所述的偏振成像系统， 其特征在于， 所述一个或多个子图像是具有不 同偏振方向的低分辨 率强度图像。 6.根据权利要求1所述的偏振成像系统， 其特征在于， 所述融合模块是用于组合所述一 个或多个加权的子图像的算法。 7.根据权利要求6所述的偏振成像系统， 其特征在于， 所述算法保留所述超分辨率图像 的细节信息和良好的 曝光区域。 8.一种用于通过偏振产生超分辨率图像的成像处理系统， 其中， 所述成像处理系统包 括： 用于捕获图像的电子设备， 其中所述电子设备包括： 具有透镜的相机； 和 具有像素阵列的至少一个偏振图像传感器， 所述像素阵列具有不同的偏振方向， 其中， 所述至少一个偏振图像传感器感测所述图像的偏振感知， 以创建一个或多个子图像； 偏振分析模块， 其中， 所述偏振分析模块包括： 图像提取器， 其中， 所述图像提取器接收所述一个或多个子 图像并从所述一个或多个 子图像中提取一个或多个经处 理的子图像； 和权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115235999 A 2第一处理器， 其中， 所述第一处理器为所述一个或多个经处理的子 图像中的每一者计 算基于斯 托克斯矢量分析的线性偏振度和线性偏振角； 权重模块， 其中， 所述权 重模块包括： 第二处理器， 其中， 所述第二处理器基于所述线性偏振度和所述线性偏振角为所述一 个或多个经处理的子图像中的每一者生成引导图， 并且其中， 所述第二处理器计算所述一 个或多个经处 理的子图像的基于引导图的像素强度和相似度； 权重掩膜模块， 其中， 所述权重掩膜模块基于所述引导图为所述一个或多个经处理的 子图像中的每一者计算权重掩膜， 并且其中， 所述权重掩膜模块将所述权重掩膜分配给所 述一个或多个经处 理的子图像， 以生成一个或多个加权的子图像； 和 融合模块， 其中， 所述融合模块合并所述一个或多个加权的子图像， 以形成超分辨率图 像； 和 输出模块， 其中， 所述输出模块 通过偏振来 提供所述超分辨 率图像。 9.根据权利要求8所述的成像处理系统， 其特征在于， 所述至少一个偏振图像传感器包 括多个偏振方向通道。 10.根据权利要求9所述的成像处 理系统， 其特 征在于， 所述偏振方向通道为四个。 11.根据权利要求8所述的成像处理系统， 其特征在于， 所述一个或多个子图像是具有 不同偏振方向的低分辨 率强度图像。 12.根据权利要求8所述的成像处理系统， 其特征在于， 所述斯托克斯矢量表示光束的 偏振水平。 13.根据权利要求12所述的成像处理系统， 其特征在于， 所述斯托克斯矢量由在不同角 度的光束的光强度表征。 14.根据权利要求13所述的成像处理系统， 其特征在于， 所述不同角度为0 °、 45°、 90°或 135°。 15.根据权利要求8所述的成像处理系统， 其特征在于， 所述线性偏振度和所述线性偏 振角形成数据立方体。 16.根据权利要求15所述的成像处理系统， 其特征在于， 所述数据立方体对所述一个或 多个子图像执 行任意偏振。 17.一种用于生成超分辨 率图像的方法， 其中， 所述方法包括： 捕获图像； 感测所述图像的偏振感知， 以创建一个或多个子图像； 从所述一个或多个子图像中提取一个或多个经处 理的子图像； 为所述一个或多个经处 理的子图像中的每一 者生成线性偏振度和线性偏振角； 基于所述线性偏振度和所述线性偏振角为所述一个或多个经处理的子图像中的每一 者计算引导图； 基于所述引导图为所述 一个或多个经处 理的子图像中的每一 者计算权 重掩膜； 将所述权重掩膜分配给所述一个或多个经处理的子图像， 以生成一个或多个加权的子 图像； 以及 合并所述 一个或多个加权的子图像， 以生成所述超分辨 率图像。 18.一种用于通过偏振产生超分辨 率图像的方法， 其中， 所述方法包括：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115235999 A 3