本文關(guān)鍵詞：基于波前測量的白光點擴散函數(shù)估計方法

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【摘要】：由于大氣湍流、衛(wèi)星顫振、成像裝置自身誤差等原因,導(dǎo)致觀測到的遙感圖像模糊,圖像復(fù)原技術(shù)是解決該問題的途徑之一。精確地估算點擴展函數(shù)(Point Spread Function,PSF)既是遙感圖像復(fù)原的關(guān)鍵更是難點。常用的圖像復(fù)原算法如維納(Winer)濾波復(fù)原、Lucy-Richardson(LR)濾波復(fù)原等都是建立在已知圖像點擴展函數(shù)的前提下。盲復(fù)原方法雖然現(xiàn)在廣泛使用,也得到了一定的成就,但其在圖像對比度較差時,很難估計點擴展函數(shù)。同時實際復(fù)原問題中,估算出來的點擴展函數(shù)精確度不高。遙感圖像在成像過程中,空間相機波前誤差是造成其模糊的一個關(guān)鍵因素,因此對空間相機進行在軌波前探測,并估算點擴展函數(shù),非常有實用意義。本文提出了基于在軌波前檢測的空間相機點擴展函數(shù)的估計方法,采用擴展目標夏克-哈特曼波前傳感器探測空間相機的波前信息,基于該波前信息,計算每一種單色光的點擴展函數(shù),然后對單色光點擴展函數(shù)加權(quán)平均,得到白光點擴展函數(shù)。對單色光來說,點擴展函數(shù)可以通過傅里葉變換計算出來,而對寬光譜成像系統(tǒng),點擴展函數(shù)是單色光點擴展函數(shù)的加權(quán)。其權(quán)重系數(shù)是太陽光譜、目標光譜反射率、光學(xué)系統(tǒng)的光譜透射率和光電探測器光譜反射響應(yīng)的乘積。由于不同的目標有不同的光譜反射率,因此,為了實用和簡化,我們采用幾種典型地物目標的平均光譜反射率來計算。采用平均光譜反射率進行計算引入了一定的誤差,仿真分析表明該誤差影響不大,誤差小于1%,甚至在10-3量級。進行了基于波前探測的PSF估計結(jié)果與基于針孔法點擴展函數(shù)實測結(jié)果的比對實驗。一方面通過哈特曼-夏克波前探測器探測的波前信息計算點擴展函數(shù),另一方面采用CCD相機直接采集點目標下的光學(xué)系統(tǒng)點擴展函數(shù),兩者進行比較。實驗結(jié)果顯示,基于波前探測估算的點擴展函數(shù)與實測的點擴展函數(shù)匹配度很高,兩者差別基本上小于10%,驗證了基于波前探測的白光點擴展函數(shù)估計方法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：圖像復(fù)原 點擴展函數(shù) 波前探測
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP751
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 遙感圖像復(fù)原研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 常用復(fù)原方法研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 自適應(yīng)光學(xué)圖像復(fù)原技術(shù)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 常見PSF估計模型14-15
• 1.2.4 PSF估計研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 PSF估計的發(fā)展與應(yīng)用16-17
• 1.4 本文工作17-18
• 第2章 空間光學(xué)遙感器的波前誤差探測18-35
• 2.1 空間光學(xué)遙感器18-20
• 2.2 自適應(yīng)光學(xué)在空間遙感器上的應(yīng)用研究20-21
• 2.3 地物目標哈特曼－夏克波前傳感原理與方法21-28
• 2.3.1 擴展目標哈特曼-夏克波前傳感器21-22
• 2.3.2 波前探測原理22-24
• 2.3.3 零位標定24-25
• 2.3.4 波前局部斜率計算25-28
• 2.4 波前重構(gòu)法28-32
• 2.4.1 區(qū)域法28-30
• 2.4.2 模式法30-32
• 2.5 空間相機寬視場波前誤差檢測32-34
• 2.6 本章小結(jié)34-35
• 第3章 空間相機寬光譜PSF的計算方法及仿真研究35-44
• 3.1 單色光PSF計算原理35-36
• 3.2 寬光譜PSF計算36-38
• 3.3 寬光譜PSF估計誤差的仿真結(jié)果38-43
• 3.4 結(jié)論43-44
• 第4章 基于波前探測的PSF估算方法實驗研究44-56
• 4.1 實驗介紹45-48
• 4.1.1 原理實驗光路設(shè)計45-46
• 4.1.2 原理實驗系統(tǒng)搭建46-48
• 4.1.3 實驗步驟48
• 4.2 原理實驗結(jié)果與計算48-50
• 4.3 實際應(yīng)用實驗結(jié)果展示50-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第5章 結(jié)論與展望56-58
• 參考文獻58-62
• 附錄62-63
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單63-64
• 致謝64-65

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本文編號：1041467