發(fā)布時間：2021-08-30 19:24

　　位相差異波前傳感技術(shù)（Phase Diversity Wave-front Sensing Technique,PD）是位相恢復波前傳感技術(shù)的一種,該技術(shù)能夠從同一目標場景的至少兩幅圖像中提取出關(guān)于目標和波前位相的信息,而兩幅圖像之間只需要存在一個已知的位相差異即可。對比之下,PD技術(shù)不依賴于大氣統(tǒng)計特性,也不需要參考目標,用于波前傳感的光學成像系統(tǒng)簡單,所需附加硬件少,故減小了所引入系統(tǒng)的誤差,每個光子都可以被用于正常成像和波前誤差的估計,波前計算與圖像內(nèi)容無關(guān)且適用于點目標及擴展目標。PD技術(shù)的這些優(yōu)勢使得在軌監(jiān)測空間相機的波前狀態(tài)成為可能,并為空間相機進行空間目標探測成像提供了有力的技術(shù)支持。本文基于PD的技術(shù)優(yōu)勢進行了理論仿真、算法改進和外場實驗驗證,并取得了一定的研究成果。論文的研究內(nèi)容和研究成果主要包括如下:第一,針對PD技術(shù)對誤差因素的敏感性問題展開適應(yīng)性分析�；贛atlab完成PD在理想情況和噪聲情況下的代價函數(shù)的編寫,并在代價函數(shù)中引入正則項,提高算法的收斂速度;然后,編寫B(tài)FGS尋優(yōu)算法,實現(xiàn)高精度的波前復原和高質(zhì)量的圖像重構(gòu)。隨后,對影響PD適用性范圍的五類誤差... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院西安光學精密機械研究所)陜西省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

成像系統(tǒng)的普遍模型

位相差異波前傳感及其在空間目標成像中的應(yīng)用研究10式（2.15）中，W,η表示實際出射波面與理想波面間的光程偏差，它被稱之波前畸變。2.3澤尼克多項式介紹對于空間相機光學系統(tǒng)的像差，一般可以用光學波前來定量描述。而在各種近似表示中，由于澤尼克多項式中的每一項的像差表示意義明確，因此它目前被廣泛應(yīng)用于各種商業(yè)數(shù)字干涉儀和光學設(shè)計軟件用于表征光學成像系統(tǒng)中的波前畸變[45][46]。澤尼克多項式既可以用極坐標系表示也可以用笛卡爾坐標系表示。在極坐標系中，其具有徑向和角向兩個分量，如圖2.2所示：圖2.2澤尼克多項式徑向和角向分量Figure2.2Zernikepolynomialradialandangularcomponents澤尼克多項式的表示為下式所示：eveni2(n1),(r)cos(m)mnZ（）=Rrm0oddi2(n1),(r)sin(m)mnZ（）=Rrm0…(2.16)0in1,(r)nrZ（）=Rm0

位相差異波前傳感及其在空間目標成像中的應(yīng)用研究12上表2.1給出了n從0到4對應(yīng)的標準澤尼克多項式在極坐標系中的表達式以及其對應(yīng)的光學波前畸變的物理意義。下圖2.3給出了前15項（共五階）澤尼克多項式對應(yīng)的波面圖。圖2.3前15項澤尼克多項式對應(yīng)波面圖Figure2.3Thefirst15Zernikepolynomialwavediagrams2.4位相差異波前傳感技術(shù)位相差異波前傳感技術(shù)的原理示意圖如下圖2.4所示。來自待探測目標的入射光經(jīng)大氣湍流和含波前畸變的光學成像系統(tǒng)退化后，經(jīng)分束鏡分為兩束光波，一束光波被正焦位置的成像CCD接收并采集成像、另外一束被引入已知像差的成像CCD接收并采集圖像。在本原理示意圖中，選擇離焦作為引入的像差類型，因為一方面是離焦的圖像容易獲得，另一方面在于可以準確地控制引入的離焦量的大小Z。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[3]波前編碼技術(shù)中的圖像復原研究[D]. 張欣.中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所） 2010
[4]用于景深延拓的非旋轉(zhuǎn)對稱相位板特性研究與新的設(shè)計[D]. 趙惠.浙江大學 2009

碩士論文
[1]稀疏模型在波前編碼成像系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 蘭順.浙江大學 2017
[2]TMA空間相機連接可靠性設(shè)計[D]. 鄧平.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2015
[3]相位差法擴展目標波前探測技術(shù)的研究[D]. 高越.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[4]圖像高斯噪聲及椒鹽噪聲去噪算法研究[D]. 孫海英.復旦大學 2012
[5]圖像去噪的非局部方法研究[D]. 許娟.南京理工大學 2009



本文編號：3373362