编码孔径成像图像复原算法研究

发布时间：2022-07-03 14:26

　　光学成像探测系统是实现对目标探测、识别、侦探以及战场态势感知的核心系统。但是,受大口径光学镜头的加工工艺及探测器制作工艺的限制,传统光学成像探测系统的分辨率提升比较困难。为了解决这个问题,在光学成像系统中引入了编码孔径技术,编码孔径成像技术通过在传统成像系统中加入特定的编码模板,使物空间的大量高频信息进入探测器,之后采用合适的图像重建算法对编码后的图像进行重建,可恢复出目标的高频信息,从而提升系统的成像分辨率。但是,现有的图像重建算法对PSF精度要求较高,且对图像细节恢复具有局限性,本文研究编码孔径成像图像复原算法,首先估计出系统的点扩散函数,然后用改进梯度平滑边界算法以及TVAL3算法对模糊图像复原,最后搭建实验验证算法在图像重构中的优越性。首先,研究编码孔径成像技术的基本原理和模型,研究最优编码模板的选取方法、点扩散函数的估计方法及常用的图像质量评价方法。其次,利用估计的点扩散函数和图像复原算法进行图像重建,针对维纳滤波复原算法在图像重建时存在的振铃效应,提出了一种改进的梯度平滑边界算法,该算法不仅可减小噪声且能有效抑制振铃效应,仿真结果表明,相比梯度平滑边界算法,该算法对振铃效应... 

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 课题研究的目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 编码孔径技术的国内外现状
        1.2.2 图像复原算法的国内外现状
    1.3 课题的研究内容及论文安排
        1.3.1 本文主要工作
        1.3.2 章节布局
2 光学编码孔径成像技术理论基础
    2.1 光学编码孔径成像系统的基本原理
        2.1.1 透镜编码成像
        2.1.2 掩模作用
    2.2 最优编码孔径的选取方法
        2.2.1 Kullback-Leibler散度法
        2.2.2 调制传递函数法
    2.3 编码孔径成像系统的点扩散函数
        2.3.1 点扩散函数(PSF)的定义和作用
        2.3.2 点扩散函数(PSF)的估算方法
    2.4 编码孔径成像系统的重建像质评价方法
        2.4.1 主观质量评价方法
        2.4.2 客观质量评价方法
    2.5 本章小结
3 基于维纳滤波的编码孔径图像复原算法
    3.1 图像复原算法概况
    3.2 改进维纳滤波复原算法
        3.2.1 算法总体思路
        3.2.2 改进维纳滤波参数求解
        3.2.3 消除振铃效应
    3.3 改进维纳滤波图像复原效果图
    3.4 本章小结
4 基于全变差正则化的图像复原算法
    4.1 正则化图像复原方法
    4.2 全变差正则化图像复原
    4.3 全变差图像复原模型的求解方法
        4.3.1 两步迭代收缩算法
        4.3.2 FTVd算法
        4.3.3 TVAL3 算法
    4.4 全变差图像复原效果图
    4.5 本章小结
5编码孔径成像系统验证实验
    5.1 实验光路
    5.2 实验装置
    5.3 实验步骤
    5.4 实验结果分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 后续研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]反射式压缩编码孔径超分辨率成像技术研究[J]. 毕祥丽.  光电技术应用. 2016(03)
[2]路面功率谱密度换算及不平度建模理论研究[J]. 杜峰,葛晓成,陈翔,丁金全.  振动.测试与诊断. 2015(05)
[3]运动模糊图像边缘振铃效应的抑制方法[J]. 王靖,施刚,张磊,韩斌,黄子娟.  电子测量技术. 2013(05)
[4]压缩感知基本理论:回顾与展望[J]. 邵文泽,韦志辉.  中国图象图形学报. 2012(01)
[5]基于Bayes估计的双小波维纳滤波电能质量信号去噪算法[J]. 张明,李开成,胡益胜.  电力系统保护与控制. 2011(04)
[6]波前编码离轴三反光学系统图像复原[J]. 闫锋,张学军.  红外与激光工程. 2010(03)
[7]一款超薄非球面手机镜头设计[J]. 黄航星,金伟民,鲁丁.  应用光学. 2010(03)
[8]全变差图像恢复的交替方向乘子法[J]. 张峥嵘,孙玉宝,黄丽丽,韦志辉.  计算机工程与应用. 2010(14)
[9]一种自适应去除振铃滤波新算法[J]. 周家玉,殷瑞祥.  现代电子技术. 2010(04)
[10]抑制复原图像振铃波纹的频域循环边界算法[J]. 赵剡,李东兴,许东.  北京航空航天大学学报. 2006(11)

博士论文
[1]随机散射光学系统的聚焦与图像恢复算法研究[D]. 龚昌妹.西安电子科技大学 2017
[2]非球面相位恢复检测技术研究[D]. 丁凌艳.国防科学技术大学 2011
[3]X光编码孔径成像理论及实验研究[D]. 程丽红.大连理工大学 2006

硕士论文
[1]计算光学成像系统图像重构技术研究[D]. 谢逊.哈尔滨工业大学 2018
[2]基于波前编码的大F/#光学系统成像特性及像差抑制方法研究[D]. 李强.苏州大学 2017
[3]基于点扩散函数估计的正则化图像复原方法[D]. 曲荣召.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于编码光圈的宽景深成像研究[D]. 姜斌.天津大学 2016
[5]基于全变差正则化的图像复原[D]. 田玉针.天津大学 2016
[6]视频质量客观评价算法研究[D]. 张聪.天津大学 2016
[7]面向3D视频终端的感知质量预测模型研究[D]. 丁晟.宁波大学 2015
[8]编码掩模红外成像建模与评价研究[D]. 张傲.天津大学 2014
[9]基于Total Variation的图像恢复算法研究[D]. 李勇.中国科学技术大学 2014
[10]编码孔径成像系统的特性研究[D]. 沈冲.西安电子科技大学 2013



本文编号：3655039