天文光干涉与光学综合孔径图像重构技术研究
发布时间：2020-12-27 08:32
天文光干涉与综合孔径成像技术因能对天体实现单口径望远镜所无法获得的高角分辨率观测成像，从而能定量地测量出浩瀚的宇宙中我们无法用肉眼观看到的大大小小的天体的形状、发光表面以及精确位置等。同时，该技术也可以应用于军事上的空对地侦测中。因此积极开展其所包含的各项关键技术的研究就具有非常紧迫及重要的意义。 本文首先简述了天文光干涉测量技术的理论基础、以双光束干涉为主体的恒星光干涉仪以及综合孔径成像原理。接着，重点介绍了对综合孔径干涉成像的图像重构的研究，其中详细探讨了成功实现图像重构需要用到三个关键技术，即：UV覆盖技术、闭合相位技术以及实现图像重构的几种算法的研究。 在研究已有UV优化方案的基础上，着重介绍了作者提出的熵因子评价法的原理，以及计算机模拟结果，最后证明了其可靠性。 本文在详尽地阐述了闭合相位技术消相位误差原理和闭合相位测量技术的基础上，总结出闭合相位的几个重要特点。 在对图像重构问题进行分析的基础上，对各种成功应用于综合孔径图像重构的迭代算法进行研究、比较，筛选出了比较合适的算法，并根据实际情况对其作了一定的改进，然后采用C++语言以及MATLAB软件对...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
3真实物分布图与UV覆盖(a:真实物分布;b:UV覆盖)
变换来模拟得到一幅“脏”图，同时对采样函数进行傅立叶逆变换以得到“脏”光束，然后运用clean算法对“脏”图进行消卷积，比例常数g取0.001，并且取“脏”光束在中心主波瓣上的高斯拟合作为“干净”点扩散函数。图4.2.1(a)为真实目标源分布图，一个FwHM为8Pixels的高斯分布的扩展源，图像大小为64*64Pixels。模拟的四个孔径阵的结构如图3.2.7所示，从而得到相应的Uv覆盖如图4.2.1(b)。图像恢复时，可采用eornwell给出的保真度[’5](Fidelity)作为评价图像恢复的标准，如式(3.1)所示。首先，相位和振幅都不加误差的情况下，进行dean运算，所得结果如图4.2.1。
()(b)(e)图4.2.6GD图像恢复(a:真实目标源分布;b:脏图;c:GD恢复结实验只采用了内层迭代5次就得到了上面的恢复结果，但当随后增加兄值实现外层迭代时，继续迭代下去程序并没有收敛的趋势。所以，程序可能还存缺陷，不是很完善，还需要进一步的完善和改进。4.2:2clean算法和MEM算法的比较对Clean算法和MEM算法分别进行了计算机模拟，对dean算法进行计算模拟获得了成功，而对MEM算法的模拟结果并不是很理想，还存在一些问题clean算法具有算法简单易懂，容易在计算机上实现，以及能很好地抑制噪声提高分辨率等优点。缺点主要是恢复效果与采样情况有很大的联系。在采样比充分的情况下，还需要采样比较规则，这样恢复的效果比较好。从别人成功恢复的结果所得的结论来看，MEM算法(主要是GD算法)的要优点是〔35，，7，:迭代过程得到的解一定是正的，并且峰值增长得很快;能压制。，，
【参考文献】：
期刊论文
[1]光学综合孔径干涉成像技术[J]. 王海涛,周必方. 光学精密工程. 2002(05)
[2]光综合孔径望远镜直线阵最优排列方案[J]. 文建国,金声震,文建国,宁书年. 科学通报. 2002(15)
[3]CLEAN算法在天文图像空域重建中的应用[J]. 邱耀辉,刘忠,卢汝为,楼柯. 云南天文台台刊. 2000(02)
[4]一种基于CLEAN方法的小图像恢复快速算法[J]. 杨旭海,李志刚,马红皎. 陕西天文台台刊. 1999(02)
[5]一种用傅立叶模重构目标图像的新方法[J]. 冯小平,魏本涛,石顺祥,邹谋炎. 西安电子科技大学学报. 1996(03)
[6]长基线光干涉测量与双星研究[J]. 王正明. 陕西天文台台刊. 1990(02)
本文编号：2941422
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
3真实物分布图与UV覆盖(a:真实物分布;b:UV覆盖)
变换来模拟得到一幅“脏”图，同时对采样函数进行傅立叶逆变换以得到“脏”光束，然后运用clean算法对“脏”图进行消卷积，比例常数g取0.001，并且取“脏”光束在中心主波瓣上的高斯拟合作为“干净”点扩散函数。图4.2.1(a)为真实目标源分布图，一个FwHM为8Pixels的高斯分布的扩展源，图像大小为64*64Pixels。模拟的四个孔径阵的结构如图3.2.7所示，从而得到相应的Uv覆盖如图4.2.1(b)。图像恢复时，可采用eornwell给出的保真度[’5](Fidelity)作为评价图像恢复的标准，如式(3.1)所示。首先，相位和振幅都不加误差的情况下，进行dean运算，所得结果如图4.2.1。
()(b)(e)图4.2.6GD图像恢复(a:真实目标源分布;b:脏图;c:GD恢复结实验只采用了内层迭代5次就得到了上面的恢复结果，但当随后增加兄值实现外层迭代时，继续迭代下去程序并没有收敛的趋势。所以，程序可能还存缺陷，不是很完善，还需要进一步的完善和改进。4.2:2clean算法和MEM算法的比较对Clean算法和MEM算法分别进行了计算机模拟，对dean算法进行计算模拟获得了成功，而对MEM算法的模拟结果并不是很理想，还存在一些问题clean算法具有算法简单易懂，容易在计算机上实现，以及能很好地抑制噪声提高分辨率等优点。缺点主要是恢复效果与采样情况有很大的联系。在采样比充分的情况下，还需要采样比较规则，这样恢复的效果比较好。从别人成功恢复的结果所得的结论来看，MEM算法(主要是GD算法)的要优点是〔35，，7，:迭代过程得到的解一定是正的，并且峰值增长得很快;能压制。，，
【参考文献】：
期刊论文
[1]光学综合孔径干涉成像技术[J]. 王海涛,周必方. 光学精密工程. 2002(05)
[2]光综合孔径望远镜直线阵最优排列方案[J]. 文建国,金声震,文建国,宁书年. 科学通报. 2002(15)
[3]CLEAN算法在天文图像空域重建中的应用[J]. 邱耀辉,刘忠,卢汝为,楼柯. 云南天文台台刊. 2000(02)
[4]一种基于CLEAN方法的小图像恢复快速算法[J]. 杨旭海,李志刚,马红皎. 陕西天文台台刊. 1999(02)
[5]一种用傅立叶模重构目标图像的新方法[J]. 冯小平,魏本涛,石顺祥,邹谋炎. 西安电子科技大学学报. 1996(03)
[6]长基线光干涉测量与双星研究[J]. 王正明. 陕西天文台台刊. 1990(02)
本文编号：2941422
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