發(fā)布時間：2020-12-20 11:30

　　在光學(xué)成像領(lǐng)域,光學(xué)系統(tǒng)獲取空間范圍的信息量由光學(xué)系統(tǒng)的視場角度和分辨率決定。為了能夠獲取更大空間范圍以及更多空間細(xì)節(jié)的信息,光學(xué)系統(tǒng)一直朝著寬視場與高分辨方向發(fā)展。寬視場高分辨成像系統(tǒng)以其優(yōu)越的觀測范圍和目標(biāo)分辨力在眾多民生、商業(yè)、科學(xué)研究、軍事作戰(zhàn)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。然而對于傳統(tǒng)光學(xué)成像系統(tǒng),視場和分辨率是一對相互制約的參數(shù),難以同時提高光學(xué)系統(tǒng)的視場角和分辨率。近年來提出的多尺度光學(xué)成像設(shè)計將光學(xué)系統(tǒng)成像分為兩個部分:前級主物鏡成像和次級多孔徑陣列中繼成像,該成像設(shè)計方法集成了物鏡的大視場采集能力和多孔徑中繼成像陣列的局部像差校正能力,有效地解決了寬視場與高分辨之間的矛盾,從最本質(zhì)的光學(xué)設(shè)計、幾何像差校正目的出發(fā)實現(xiàn)寬視場高分辨成像,是目前實現(xiàn)寬視場與高分辨率成像的最佳手段之一。本文圍繞多尺度成像設(shè)計展開了深入研究,并對目前多尺度光學(xué)成像系統(tǒng)存在的缺陷和不足提出了相應(yīng)的解決方法與設(shè)計實例驗證,主要開展的研究工作如下:(1)依據(jù)多尺度成像原理,計算了次級多孔徑中繼成像陣列分割視場的局部波像差,得出了中繼成像陣列局部視場像差具有非旋轉(zhuǎn)對稱性,進而獲得局部視場像差以及系統(tǒng)球差的校正方法... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

全景掃描拍攝系統(tǒng):Gigapan

成本高昂。(a) (b)圖1.2 相機陣列拍攝系統(tǒng)通過多相機分視場組合拼接實現(xiàn)寬視場高分辨成像最典型的應(yīng)用是 360o全景相機。以往拍攝一張全景照片需要多臺相機組合拍攝，并且需要復(fù)雜的后期拼接。如今的全景相機已經(jīng)可以實現(xiàn)單次拍攝完成，不得不說是相機技術(shù)的進步。如加拿大PointGrey 公司采用 6 個相同的 500 萬像素高清 CCD，焦距為 4.4mm 的低畸變鏡頭作為成像模塊，開發(fā)了全景系統(tǒng) Ladybug5[22-23]，如圖 1.3(a)所示，能夠同時完成 6 個CCD 的圖像采集、處理、拼接和校正等工作，輸出全景 360o的圖像和視頻

雖然 360°全景相機成像分辨高，能夠達(dá)到數(shù)億像素，但是該相機系統(tǒng)拍攝距離較近，且拍攝畫面的全景畸變較難控制。圖1.3 全景相機: (a)Ladybug5; (b)Eyesis4Pi; (c)ProjectBeyond（3）仿生光學(xué)成像在自然界中，仿生視覺成像包括人眼視覺和昆蟲復(fù)眼視覺，為實現(xiàn)寬視場高分辨成像提供了創(chuàng)新思維。人眼視覺通常具有很大的視場（約為o120 ），視網(wǎng)膜為近似球形的彎曲光敏感器，而在人眼視網(wǎng)膜的中央凹區(qū)掃描過的范圍（6°~8°）[29]可以獲得高分辨率成像，且能夠根據(jù)物體所在位置進行自動調(diào)焦，同時整個視場采樣的數(shù)據(jù)量顯著降低，為后續(xù)的圖像傳輸和處理負(fù)擔(dān)減輕，是非常智能的光學(xué)成像感知系統(tǒng)。昆蟲復(fù)眼視覺系統(tǒng)由幾十甚至幾千個疊置型或并置型結(jié)構(gòu)小眼組成，具有寬視場分解、結(jié)構(gòu)緊湊、良好的多目標(biāo)快速并行檢測與跟蹤功能。國內(nèi)外多家研究機構(gòu)針對人眼視覺和復(fù)眼視覺的仿生成像實現(xiàn)寬視場與高分辨率，開展了大量研究。針對昆蟲復(fù)眼視覺的仿生成像

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[3]大視場人工復(fù)眼成像結(jié)構(gòu)研究與實驗[D]. 史立芳.電子科技大學(xué) 2014
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碩士論文
[1]基于Multi-scale拼接成像的寬視場高分辨對地觀測系統(tǒng)的研究[D]. 吳懿思.浙江大學(xué) 2016
[2]變焦安防、日夜共焦式光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計及評價[D]. 楊歡麗.中國科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機械研究所） 2014
[3]天基可見光探測相機光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計及雜散光分析[D]. 尚玲.中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機械研究所) 2011
[4]大視場微光夜視儀光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計[D]. 劉欣.西安工業(yè)大學(xué) 2010
[5]空間相機調(diào)焦技術(shù)的研究[D]. 張洪文.中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所） 2003



本文編號：2927789