单透镜计算光学实时成像技术研究
发布时间：2022-02-14 19:12
随着人们对高质量图像需求的日益增加,光学系统设计越来越复杂。为了消除系统像差造成的图像模糊,现代光学成像系统一般会将多组透镜进行组合,甚至引入非球面和自由曲面。不过这也导致了加工装配难度高、价格昂贵、体积大等问题。本文提出了单透镜计算光学实时成像技术,该技术将光学系统与图像实时处理相结合,通过图像复原弥补系统像差造成的图像模糊,减少前端光学系统的光学元件数量的同时保证了图像质量。传统图像复原算法多是基于空间不变的点扩散函数（PSF）,但由于像差的影响,实际光学系统的PSF随视场变化而变化。本文在分析光学系统像差和空间变化的PSF基础上研究单透镜成像的图像退化原因,将像差校正问题转换成图像复原问题。设计了基于空间变化PSF的单透镜计算光学实时成像系统,并通过光学软件CODE V仿真和实验测量两种方式获取其空间变化的PSF。对于模糊图像,通过相位差异算法进行重叠分块复原,每个子图像块采用不同的PSF。利用CODE V和MATLAB仿真验证方案的有效性,并通过多次实验确定相位差异算法中的最佳离焦量。然后根据实验测量事先得到的空间变化PSF,以非盲图像复原的方式对采集到的模糊图像进行实时复原。...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
空间变化点点扩散函数
预充电后通过像传感电与数据采样过模拟电路进感器处理模块第 3样之间的时进行处理，块）进行色章 单透镜时间间隔来然后通过 A色彩校正，计算光学实 控制传感器DC 模块输去噪声等操时成像系统设器的曝光时输出 10 位像操作输出相设计 间，行像素像素数据，应的图像数素数据采样完最后通过 I数据。 完成之ISP（图
学成像其中PSF控CODEV二第算法基本原理效克服大气计算量庞大，化的点扩散是非盲图像图像，能够点扩散函种方式获取通过光学软对应的SV函数是空间学成像系统确，更具有实件CODEV软件中新建玻璃种类选系统。采用控制选择5二维图像仿第4章4章系理是利用已气湍流和系统耗时长。本散函数。在已像复原。最后够极大地减函数获取取系统空间软件CODEPSF，仿真间变化的，并统，结合相关实用性。获取SVPS建镜头并构成选择HK9L用此光学系统5的样本仿真获取PS图4.1COD系统仿真及软27统仿真及已知的相位统像差影响本文首先搭已知空间变后利用相位少计算量和变化点扩散EV模拟光过程中考虑并且能够通关理论知识SF成单透镜光L-CDGM，统对清晰图数，由于输F界面如图DEV二维图像软件设计及软件设差异信息解响，完成图像搭建相位差变化的点扩散位差异算法具和运算时间散函数。第一光学成像系统虑了系统像通过此方法验识实际测出光学系统，其F数为4，图像进行成像输入图像为灰图4.1所示像仿真界面设计解算波前相像复原。但异系统光路散函数和模具有维纳滤。一种方法通统，对清晰差及衍射等验证方案有SVPSF，通其中透镜曲最终得到焦像，选择衍灰度图像颜。相位信息和恢但解算相位信路，然后分别模糊图像的条滤波形式的通过软件仿真晰图像进行成等因素。此方有效性。第二通过此方法获率半径选择焦距为100衍射中的二维颜色控制选择恢复目信息获别获取条件下，目标估真的方成像得方法可二种方获取的择51.68，0mm的维图像择复色
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的雾霾视频图像实时复原系统研究[J]. 叶懋,黄品高,吕洋,唐宁,刘建伟. 应用光学. 2019(05)
[2]基于相位差异法的简易光学系统的图像复原方法[J]. 景文博,邹欢欢,张家铭,赵致远,王彩霞. 光子学报. 2019(09)
[3]基于软件定义微纳卫星的多模式计算光学成像技术[J]. 刘扬阳,吕群波,谭政,裴琳琳,李伟艳,王建威. 北京航空航天大学学报. 2018(12)
[4]基于遗传算法的相位差异技术图像恢复[J]. 刘鑫,李大海. 四川大学学报(自然科学版). 2018(04)
[5]基于简单透镜计算成像的图像复原重建[J]. 王新华,郝建坤,黄玮,欧阳继红. 吉林大学学报(工学版). 2017(03)
[6]基于空间变化点扩展函数的图像直接复原方法[J]. 周程灏,王治乐,刘尚阔. 光学学报. 2017(01)
[7]空间变化PSF非盲去卷积图像复原法综述[J]. 郝建坤,黄玮,刘军,何阳. 中国光学. 2016(01)
[8]一种高分辨力空间相机的光学设计[J]. 王孝坤. 光学学报. 2015(01)
[9]基于FPGA的遥感图像纹理特征提取算法实现技术[J]. 段咏龙,胡坚,贺文静,丁海燕. 科学技术与工程. 2013(13)
[10]基于GPU并行的遥感影像边缘检测算法[J]. 陶伟东,黄昊,苑振宇,杨柳,王结臣. 地理与地理信息科学. 2013(01)
博士论文
[1]简单光学系统计算成像技术研究[D]. 郑云达.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2019
[2]基于计算光学的非完善光学系统图像质量提高及其应用研究[D]. 崔金林.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[3]图像实时复原技术的研究与应用[D]. 贾格.中国科学院研究生院(光电技术研究所) 2016
[4]基于相位差异的地基望远镜图像恢复算法与GPU高速实现[D]. 张楠.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
[5]图像复原算法研究[D]. 吴亚东.电子科技大学 2006
硕士论文
[1]计算成像中光学联合设计方法研究[D]. 魏雅喆.西安电子科技大学 2019
[2]FPGA与多核DSP图像处理系统的设计与实现[D]. 王泽民.西安电子科技大学 2017
[3]提升成像质量的计算光学设计方法研究[D]. 王娇阳.西安电子科技大学 2017
[4]基于FPGA的实时图像采集处理显示系统[D]. 宫珊.电子科技大学 2017
[5]光学联合设计中的数字校正技术研究[D]. 白杨.郑州大学 2016
[6]基于计算光学的简单透镜成像技术[D]. 郝建坤.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
[7]单透镜高质量计算成像技术研究[D]. 李卫丽.国防科学技术大学 2014
[8]基于灰度梯度的散焦图像测距算法的研究[D]. 何淑珍.中国海洋大学 2008
[9]基于FPGA的图像处理算法研究及硬件设计[D]. 仙云森.大连理工大学 2008
[10]运动模糊图像的复原与重构[D]. 张云霞.大连理工大学 2006
本文编号：3625113
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
空间变化点点扩散函数
预充电后通过像传感电与数据采样过模拟电路进感器处理模块第 3样之间的时进行处理，块）进行色章 单透镜时间间隔来然后通过 A色彩校正，计算光学实 控制传感器DC 模块输去噪声等操时成像系统设器的曝光时输出 10 位像操作输出相设计 间，行像素像素数据，应的图像数素数据采样完最后通过 I数据。 完成之ISP（图
学成像其中PSF控CODEV二第算法基本原理效克服大气计算量庞大，化的点扩散是非盲图像图像，能够点扩散函种方式获取通过光学软对应的SV函数是空间学成像系统确，更具有实件CODEV软件中新建玻璃种类选系统。采用控制选择5二维图像仿第4章4章系理是利用已气湍流和系统耗时长。本散函数。在已像复原。最后够极大地减函数获取取系统空间软件CODEPSF，仿真间变化的，并统，结合相关实用性。获取SVPS建镜头并构成选择HK9L用此光学系统5的样本仿真获取PS图4.1COD系统仿真及软27统仿真及已知的相位统像差影响本文首先搭已知空间变后利用相位少计算量和变化点扩散EV模拟光过程中考虑并且能够通关理论知识SF成单透镜光L-CDGM，统对清晰图数，由于输F界面如图DEV二维图像软件设计及软件设差异信息解响，完成图像搭建相位差变化的点扩散位差异算法具和运算时间散函数。第一光学成像系统虑了系统像通过此方法验识实际测出光学系统，其F数为4，图像进行成像输入图像为灰图4.1所示像仿真界面设计解算波前相像复原。但异系统光路散函数和模具有维纳滤。一种方法通统，对清晰差及衍射等验证方案有SVPSF，通其中透镜曲最终得到焦像，选择衍灰度图像颜。相位信息和恢但解算相位信路，然后分别模糊图像的条滤波形式的通过软件仿真晰图像进行成等因素。此方有效性。第二通过此方法获率半径选择焦距为100衍射中的二维颜色控制选择恢复目信息获别获取条件下，目标估真的方成像得方法可二种方获取的择51.68，0mm的维图像择复色
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的雾霾视频图像实时复原系统研究[J]. 叶懋,黄品高,吕洋,唐宁,刘建伟. 应用光学. 2019(05)
[2]基于相位差异法的简易光学系统的图像复原方法[J]. 景文博,邹欢欢,张家铭,赵致远,王彩霞. 光子学报. 2019(09)
[3]基于软件定义微纳卫星的多模式计算光学成像技术[J]. 刘扬阳,吕群波,谭政,裴琳琳,李伟艳,王建威. 北京航空航天大学学报. 2018(12)
[4]基于遗传算法的相位差异技术图像恢复[J]. 刘鑫,李大海. 四川大学学报(自然科学版). 2018(04)
[5]基于简单透镜计算成像的图像复原重建[J]. 王新华,郝建坤,黄玮,欧阳继红. 吉林大学学报(工学版). 2017(03)
[6]基于空间变化点扩展函数的图像直接复原方法[J]. 周程灏,王治乐,刘尚阔. 光学学报. 2017(01)
[7]空间变化PSF非盲去卷积图像复原法综述[J]. 郝建坤,黄玮,刘军,何阳. 中国光学. 2016(01)
[8]一种高分辨力空间相机的光学设计[J]. 王孝坤. 光学学报. 2015(01)
[9]基于FPGA的遥感图像纹理特征提取算法实现技术[J]. 段咏龙,胡坚,贺文静,丁海燕. 科学技术与工程. 2013(13)
[10]基于GPU并行的遥感影像边缘检测算法[J]. 陶伟东,黄昊,苑振宇,杨柳,王结臣. 地理与地理信息科学. 2013(01)
博士论文
[1]简单光学系统计算成像技术研究[D]. 郑云达.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2019
[2]基于计算光学的非完善光学系统图像质量提高及其应用研究[D]. 崔金林.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[3]图像实时复原技术的研究与应用[D]. 贾格.中国科学院研究生院(光电技术研究所) 2016
[4]基于相位差异的地基望远镜图像恢复算法与GPU高速实现[D]. 张楠.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
[5]图像复原算法研究[D]. 吴亚东.电子科技大学 2006
硕士论文
[1]计算成像中光学联合设计方法研究[D]. 魏雅喆.西安电子科技大学 2019
[2]FPGA与多核DSP图像处理系统的设计与实现[D]. 王泽民.西安电子科技大学 2017
[3]提升成像质量的计算光学设计方法研究[D]. 王娇阳.西安电子科技大学 2017
[4]基于FPGA的实时图像采集处理显示系统[D]. 宫珊.电子科技大学 2017
[5]光学联合设计中的数字校正技术研究[D]. 白杨.郑州大学 2016
[6]基于计算光学的简单透镜成像技术[D]. 郝建坤.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
[7]单透镜高质量计算成像技术研究[D]. 李卫丽.国防科学技术大学 2014
[8]基于灰度梯度的散焦图像测距算法的研究[D]. 何淑珍.中国海洋大学 2008
[9]基于FPGA的图像处理算法研究及硬件设计[D]. 仙云森.大连理工大学 2008
[10]运动模糊图像的复原与重构[D]. 张云霞.大连理工大学 2006
本文编号：3625113
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3625113.html
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