發(fā)布時間：2021-06-06 03:31

　　合成孔徑成像技術利用虛擬大尺寸孔徑可實現局部被遮擋目標的有效探測,但是當場景中存在強背向散射時,重聚焦圖像質量大大降低。針對上述問題,提出了一種基于共焦照明的合成孔徑成像方法。該方法根據場景目標分布的深度信息對照明光源進行調制,有效實現聚焦面目標和非聚焦面目標接收的光照度差異;同時結合合成孔徑成像重聚焦方法,實現了局部被遮擋的共焦照明面目標的高質量重建。利用反鏡陣列搭建了共焦照明合成孔徑成像系統(tǒng),對指定深度目標進行共焦照明重聚焦成像,結果表明,所提方法能夠有效區(qū)分場景中聚焦面和非聚焦面目標反射光的強度,并能獲取共焦照明面目標的高質量圖像信息,效果遠遠優(yōu)于現有的合成孔徑成像方法。 

【文章來源】：光學學報. 2020,40(08)北大核心EICSCD

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

共焦照明原理圖

如圖2所示,場景中物點P與虛擬相機陣列的距離為Z,若Re為參考視點,f為相機焦距,則Re的光心與物點P的連線與成像平面相交,交點為P在成像平面上的投影點。相對于參考視點,在水平方向上,視點Rm和Re的投影點分別距離圖像左端Sm和Se,根據三角幾何關系:(R e -R m )?b Ζ = (R e -R m )?b-(S m -S e ) Ζ-f , ??? (1)

結合共焦照明與合成孔徑成像,合成孔徑成像僅對共焦照明的共焦面進行重聚焦,兩者相輔相成,共同完成對某一特定焦面的照明與成像,更好地虛化非共焦面上物體的信息,實現對焦面上目標物的有效識別和提取。為了實現單相機多視角成像,基于共焦照明的合成孔徑成像模型是利用平面反射鏡陣列E實現多視角的共焦照明。如圖3所示,投影儀光源與相機共軸,在圖中位置同為A,聚焦于垂直于直線C的平面上,該平面與A的距離為B。A的軸外透視圖中的中心像素位于D處。E處的一組平面反射鏡將投影儀和相機的視場均劃分成多個子圖像,并將其反射至F處。每個反射鏡均能使這些子圖像到達F處,即同時聚焦。每個反射鏡會對實際投影儀光源進行反射,形成一組虛擬投影儀光源點G。G的軌跡被稱作正交投影,可以通過在投影機焦平面上繪制等腰梯形4個頂點的軌跡來構造它,其中三個頂點分別是點A、F和D。多視角虛擬相機的位置受到反射鏡共焦照明的影響。由于要實現共焦照明,并且光源與相機同軸,因此每一塊反射鏡反射的照明光源必須聚焦于同一塊區(qū)域,故虛擬相機的空間位置也有相應的布置要求,必須讓虛擬相機的光軸會聚至同一物面上同一點。若平面反射鏡的放置角度有偏差,那么光源與相機均不能聚焦于同一物面,則系統(tǒng)不能達到共焦效果。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3213509