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(chǎng)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(chǎng)與高分辨方向發(fā)展。寬視場(chǎng)高分辨成像系統(tǒng)以其優(yōu)越的觀測(cè)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(duì)于傳統(tǒng)光學(xué)成像系統(tǒng),視場(chǎng)和分辨率是一對(duì)相互制約的參數(shù),難以同時(shí)提高光學(xué)系統(tǒng)的視場(chǎng)角和分辨率。近年來提出的多尺度光學(xué)成像設(shè)計(jì)將光學(xué)系統(tǒng)成像分為兩個(gè)部分:前級(jí)主物鏡成像和次級(jí)多孔徑陣列中繼成像,該成像設(shè)計(jì)方法集成了物鏡的大視場(chǎng)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(chǎng)與高分辨之間的矛盾,從最本質(zhì)的光學(xué)設(shè)計(jì)、幾何像差校正目的出發(fā)實(shí)現(xiàn)寬視場(chǎng)高分辨成像,是目前實(shí)現(xiàn)寬視場(chǎng)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(jì)展開了深入研究,并對(duì)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(jì)實(shí)例驗(yàn)證,主要開展的研究工作如下:(1)依據(jù)多尺度成像原理,計(jì)算了次級(jí)多孔徑中繼成像陣列分割視場(chǎng)的局部波像差,得出了中繼成像陣列局部視場(chǎng)像差具有非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性,進(jìn)而獲得局部視場(chǎng)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(yè)數(shù)】：144 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(jī)陣列拍攝系統(tǒng)通過多相機(jī)分視場(chǎng)組合拼接實(shí)現(xiàn)寬視場(chǎng)高分辨成像最典型的應(yīng)用是 360o全景相機(jī)。以往拍攝一張全景照片需要多臺(tái)相機(jī)組合拍攝，并且需要復(fù)雜的后期拼接。如今的全景相機(jī)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)單次拍攝完成，不得不說是相機(jī)技術(shù)的進(jìn)步。如加拿大PointGrey 公司采用 6 個(gè)相同的 500 萬(wàn)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(shí)完成 6 個(gè)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(jī)成像分辨高，能夠達(dá)到數(shù)億像素，但是該相機(jī)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(jī): (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(shí)現(xiàn)寬視場(chǎng)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(chǎng)（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(jìn)行自動(dòng)調(diào)焦，同時(shí)整個(gè)視場(chǎng)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(gè)疊置型或并置型結(jié)構(gòu)小眼組成，具有寬視場(chǎng)分解、結(jié)構(gòu)緊湊、良好的多目標(biāo)快速并行檢測(cè)與跟蹤功能。國(guó)內(nèi)外多家研究機(jī)構(gòu)針對(duì)人眼視覺和復(fù)眼視覺的仿生成像實(shí)現(xiàn)寬視場(chǎng)與高分辨率，開展了大量研究。針對(duì)昆蟲復(fù)眼視覺的仿生成像

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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