光學(xué)成像系統(tǒng)是人民生產(chǎn)生活中信息獲取手段中最重要的手段之一。在遙感、圖像處理等多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)蓬勃發(fā)展。光學(xué)系統(tǒng)是光學(xué)成像儀器的核心部分,其性能優(yōu)劣直接決定成像質(zhì)量。其中像差是光學(xué)系統(tǒng)儀器的內(nèi)在特性,因此精確的像差測(cè)量是光學(xué)成像系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。相位差法是一種應(yīng)用廣泛的像差測(cè)量方法,其光路簡(jiǎn)單易于搭建。采集數(shù)據(jù)較少,僅通過(guò)采集光學(xué)系統(tǒng)的一幅焦平面圖像和一幅已知離焦距離的離焦面圖像,來(lái)重建系統(tǒng)像差,和恢復(fù)目標(biāo)物體的像。本文對(duì)已有的相位差法進(jìn)行研究,通過(guò)對(duì)相位差法模型分析,提出了一種基于相位差法的大動(dòng)態(tài)像差測(cè)量方法。該改進(jìn)方法通過(guò)向相位差法的模型添加點(diǎn)狀光源先驗(yàn)信息的正則化項(xiàng),來(lái)對(duì)評(píng)價(jià)函數(shù)模型進(jìn)行約束,在保證測(cè)量精度的前提下,提高了大動(dòng)態(tài)像差測(cè)量的魯棒性。在此基礎(chǔ)上,本文闡述了該大動(dòng)態(tài)像差測(cè)量方法的離散化實(shí)現(xiàn)方案和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),并使用對(duì)該方法的模塊化程序?qū)崿F(xiàn)方案進(jìn)行闡述。并且,針對(duì)待測(cè)像差動(dòng)態(tài)范圍較大等特點(diǎn),提出了一種基于k均值聚類的稀疏迭代初始點(diǎn)的選擇方法。該方法可以使得迭代初始點(diǎn)的分布更加稀疏與均勻,可以提高算法的求解效率。本論文對(duì)提出的改進(jìn)像差測(cè)量方法進(jìn)行數(shù)值仿真,并仿真在各類采集誤差和噪聲的影... 

【文章來(lái)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

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對(duì)照表
縮略語(yǔ)對(duì)照表
第一章 緒論
    1.1 相位差法的研究背景和意義
    1.2 相位差的發(fā)展與研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要工作與內(nèi)容概述
第二章 相位差法基本原理
    2.1 光學(xué)基本原理
        2.1.1 線性不變性質(zhì)
        2.1.2 成像系統(tǒng)的像差模型
        2.1.3 光強(qiáng)分布模型
    2.2 相位差法基本原理
        2.2.1 相位差法介紹
        2.2.2 相位差法評(píng)價(jià)函數(shù)的推導(dǎo)
        2.2.3 相位差法的模型求解
    2.3 相位差法的求解方法
        2.3.1 基于梯度的優(yōu)化算法
        2.3.2 全局優(yōu)化方法
        2.3.3 迭代步長(zhǎng)的線性搜索方法
        2.3.4 小結(jié)
    2.4 小結(jié)
第三章 基于改進(jìn)相位差法的像差測(cè)量實(shí)現(xiàn)
    3.1 基于點(diǎn)目標(biāo)先驗(yàn)信息的相位差模型改進(jìn)
        3.1.1 相位差法模型的正則化改進(jìn)方法介紹
        3.1.2 基于點(diǎn)目標(biāo)先驗(yàn)信息的正則化改進(jìn)
    3.2 基于改進(jìn)相位差法的大動(dòng)態(tài)范圍像差測(cè)量實(shí)現(xiàn)
        3.2.1 改進(jìn)相位差法離散化實(shí)現(xiàn)
        3.2.2 基于k-means聚類的迭代初始點(diǎn)的稀疏方案
        3.2.3 改進(jìn)相位差法的程序?qū)崿F(xiàn)
    3.3 小結(jié)
第四章 改進(jìn)相位差法的仿真實(shí)驗(yàn)
    4.1 仿真和實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置
        4.1.1 待測(cè)像差的仿真參數(shù)
        4.1.2 退化圖像的仿真方法
        4.1.3 相位差異的引入量分析
    4.2 改進(jìn)相位差法像差測(cè)量仿真方案分析
        4.2.1 誤差與噪聲的衡量標(biāo)準(zhǔn)
        4.2.2 誤差、噪聲模型分析
        4.2.3 誤差與噪聲的仿真方案
    4.3 改進(jìn)相位差法的誤差與噪聲仿真實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 噪聲仿真實(shí)驗(yàn)
        4.3.2 離焦量誤差仿真實(shí)驗(yàn)
        4.3.3 配準(zhǔn)誤差實(shí)驗(yàn)
        4.3.4 圖像曝光度對(duì)測(cè)量精度影響實(shí)驗(yàn)
    4.4 小結(jié)
第五章 改進(jìn)相位差法的光學(xué)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    5.1 重要光學(xué)儀器介紹
        5.1.1 相機(jī)與光源介紹
        5.1.2 空間光調(diào)制器介紹
    5.2 光路搭建介紹
        5.2.1 光路圖描述
        5.2.2 光路搭建過(guò)程
    5.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與結(jié)果分析
        5.3.1 系統(tǒng)誤差的消除與光強(qiáng)調(diào)節(jié)
        5.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示及分析
    5.4 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]基于相位差算法的拼接鏡共相誤差探測(cè)與圖像復(fù)原的研究[D]. 岳丹.中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2016
[3]基于PD方法的空間相機(jī)位相信息反演技術(shù)研究[D]. 程強(qiáng).中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2013

碩士論文
[1]相位差波前探測(cè)技術(shù)的研究及其在弱目標(biāo)重建中的改進(jìn)[D]. 于洪麗.中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 2016



本文編號(hào)：3637007