合成孔徑成像技術(shù)利用虛擬大尺寸孔徑可實(shí)現(xiàn)局部被遮擋目標(biāo)的有效探測(cè),但是當(dāng)場(chǎng)景中存在強(qiáng)背向散射時(shí),重聚焦圖像質(zhì)量大大降低。針對(duì)上述問(wèn)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(jù)場(chǎng)景目標(biāo)分布的深度信息對(duì)照明光源進(jìn)行調(diào)制,有效實(shí)現(xiàn)聚焦面目標(biāo)和非聚焦面目標(biāo)接收的光照度差異;同時(shí)結(jié)合合成孔徑成像重聚焦方法,實(shí)現(xiàn)了局部被遮擋的共焦照明面目標(biāo)的高質(zhì)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(duì)指定深度目標(biāo)進(jìn)行共焦照明重聚焦成像,結(jié)果表明,所提方法能夠有效區(qū)分場(chǎng)景中聚焦面和非聚焦面目標(biāo)反射光的強(qiáng)度,并能獲取共焦照明面目標(biāo)的高質(zhì)量圖像信息,效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有的合成孔徑成像方法。 

【文章來(lái)源】：光學(xué)學(xué)報(bào). 2020,40(08)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

共焦照明原理圖

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

結(jié)合共焦照明與合成孔徑成像,合成孔徑成像僅對(duì)共焦照明的共焦面進(jìn)行重聚焦,兩者相輔相成,共同完成對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)焦面上目標(biāo)物的有效識(shí)別和提取。為了實(shí)現(xiàn)單相機(jī)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(shí)現(xiàn)多視角的共焦照明。如圖3所示,投影儀光源與相機(jī)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(jī)的視場(chǎng)均劃分成多個(gè)子圖像,并將其反射至F處。每個(gè)反射鏡均能使這些子圖像到達(dá)F處,即同時(shí)聚焦。每個(gè)反射鏡會(huì)對(duì)實(shí)際投影儀光源進(jìn)行反射,形成一組虛擬投影儀光源點(diǎn)G。G的軌跡被稱作正交投影,可以通過(guò)在投影機(jī)焦平面上繪制等腰梯形4個(gè)頂點(diǎn)的軌跡來(lái)構(gòu)造它,其中三個(gè)頂點(diǎn)分別是點(diǎn)A、F和D。多視角虛擬相機(jī)的位置受到反射鏡共焦照明的影響。由于要實(shí)現(xiàn)共焦照明,并且光源與相機(jī)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(jī)的空間位置也有相應(yīng)的布置要求,必須讓虛擬相機(jī)的光軸會(huì)聚至同一物面上同一點(diǎn)。若平面反射鏡的放置角度有偏差,那么光源與相機(jī)均不能聚焦于同一物面,則系統(tǒng)不能達(dá)到共焦效果。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3213509