基於自適應光學的大氣湍流退化圖像復原技術研究

基本介紹

• 書名：基於自適應光學的大氣湍流退化圖像復原技術研究
• 作者：張麗娟、李東明、楊進華、王珺楠、李超然

基本信息

定價：49元
印次：1-2
ISBN：9787302470885
出版日期：2017.06.01
印刷日期：2017.11.02

內容介紹

大氣湍流的隨機擾動嚴重地影響光學系統的成像性能，本書對湍流效應的自適應光學(Adaptive Optics, AO)圖像復原問題進行了研究和探討。本書主要從兩個方面研究自適應光學圖像復原問題：一是研究自適應光學系統的構成及光學成像原理，提出了自適應光學系統改進及仿真，實現自適應光學圖像波前畸變的實時補償或校正；二是研究經AO校正後的自適應光學圖像復原理論及算法。主要內容包括湍流對成像影響的分析與仿真、自適應光學系統與波前復原方法、基於小波域的Contourlet變換的自適應光學圖像去噪算法、基於幀選擇技術和極大似然估計的自適應光學圖像多幀聯合去卷積算法、與正則化相結合的改進期望值最大化方法的多幀自適應光學圖像復原算法以及基於雙校正器的自適應光學系統的改進方法與仿真分析。

目錄

第1章緒論1

1.1知識背景1

1.2自適應光學技術的研究和套用情況2

1.3自適應光學圖像復原技術的研究現狀與進展6

1.3.1圖像復原技術概述7

1.3.2AO圖像復原技術的研究進展10

1.4自適應光學圖像復原基本模型11

1.4.1自適應光學圖像退化模型11

1.4.2自適應光學圖像噪聲模型13

1.4.3經典圖像復原方法14

1.5圖像質量評價方法19

1.5.1圖像主觀質量評價方法19

1.5.2圖像客觀質量評價方法19

1.6本書的課題來源及組織結構23

1.6.1本書的課題來源23

1.6.2本書的組織結構23

1.7小結25

參考文獻25第2章湍流對成像影響的分析與仿真33

2.1大氣湍流的基本理論33

2.1.1大氣湍流的參數描述33/基於自適應光學的大氣湍流退化圖像復原技術研究目錄/2.1.2大氣湍流模型35

2.1.3湍流的統計特性描述37

2.2湍流波前隨機擾動的計算機仿真39

2.2.1傅立葉變換法39

2.2.2Zernike多項式法41

2.3大氣光學性對AO成像的影響分析47

2.3.1大氣光學特性的機理47

2.3.2大氣介質的光學傳遞函式OTF49

2.3.3大氣湍流光學參數分析51

2.4小結53

參考文獻54第3章自適應光學系統性能分析與波前復原技術56

3.1自適應光學系統構成56

3.1.1自適應光學系統的基本結構56

3.1.2波前探測器58

3.1.3波前校正器60

3.1.4波前控制器62

3.2雲南天文台61單元AO成像系統64

3.2.1改造後的A...

3.2.2改造後的HS波前感測器64

3.2.3跟蹤系統67

3.3自適應光學系統的成像原理69

3.4基於斜率探測技術的波前復原方法70

3.5基於波前復原技術的自適應光學系統實驗研究73

3.61000mmAO系統對畸變波前的校正仿真研究78

3.7小結80

參考文獻80第4章基於小波域的Contourlet變換法的自適應光學圖像去噪算法83

4.1小波變換83

4.1.1小波變換的定義84

4.1.2小波分解的矩陣表示87

4.1.3一維退化模型的小波表示88

4.1.4二維退化模型的小波表示89

4.2WBCT的基本原理90

4.3基於WBCT的WBCTbATD去噪算法95

4.4WBCTbATD算法實現步驟98

4.5WBCTbATD算法實驗98

4.6小結105

參考文獻105第5章基於幀選擇技術和極大似然估計的自適應光學圖像多幀

聯合去卷積算法108

5.1自適應光學圖像的PSF重建算法109

5.1.1AO圖像PSF的先驗模型109

5.1.2基於波前相位信息的PSF重建方法111

5.1.3基於非等暈成像效應的PSF重建112

5.2幀選擇技術研究116

5.2.1AO圖像退化性質117

5.2.2基於方差統計特性的幀選擇技術118

5.2.3序列圖像的幀選擇實驗120

5.3基於FSMLJD算法的多幀AO圖像聯合去卷積122

5.3.1PSF頻寬有限約束122

5.3.2基於FSMLJD的多幀聯合去卷積圖像高清晰復原算法123

5.3.3FSMLJD算法的實現125

5.4實驗結果及分析126

5.5小結130

參考文獻130第6章基於正則化與改進期望值最大化算法的自適應光學圖像復原132

6.1基於圖像功率譜密度及約束圖像支持域的去噪方法132

6.2期望值最大化方法原理簡介135

6.3AO圖像代價函式模型及參數估計137

6.3.1建立AO圖像的代價函式模型137

6.3.2RTIEM算法的參數估計138

6.3.3建立多幀AO圖像的代價函式模型141

6.4基於RTIEM算法的多幀AO圖像高清晰復原142

6.5AO圖像復原實驗及結果分析144

6.5.1仿真圖像復原實驗144

6.5.2雙星圖像復原實驗146

6.5.3天體觀測實驗148

6.6小結150

參考文獻150第7章基於雙校正器的自適應光學系統的改進與仿真分析152

7.1雙校正器的組合方式分析152

7.2基於雙校正器自適應光學系統像差解耦算法154

7.3基於雙校正器的自適應光學系統的改進156

7.4實驗結果和分析159

7.5小結163

參考文獻163第8章總結與展望165

8.1本書所做的研究工作165

8.2本書研究的創新之處166

8.3今後的研究方向與展望168