用解卷積方法做波前修正的研究.pdf

1、光波在大氣中傳播，會(huì)受到大氣湍流擾動(dòng)、密度不均等因素的影響，大氣湍流造成空氣折射率的隨機(jī)變化而導(dǎo)致光波的強(qiáng)度和相位的隨機(jī)起伏，結(jié)果出現(xiàn)光前閃爍、波前畸變等現(xiàn)象，從而降低了被測(cè)目標(biāo)的精度。 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究，發(fā)現(xiàn)大氣擾動(dòng)是影響大尺寸光電測(cè)量精度的主要因素之一。本課題(屬國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目)將自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)引入大尺寸測(cè)量領(lǐng)域，利用該系統(tǒng)可以減小和消除大氣擾動(dòng)對(duì)大尺寸測(cè)量的影響，提高測(cè)量精度本系統(tǒng)是采用解卷積式自適應(yīng)光學(xué)原理。結(jié)合了波

2、前探測(cè)技術(shù)和解卷積圖像復(fù)原技術(shù)。在結(jié)構(gòu)上，該系統(tǒng)主要分為三個(gè)組成部分：成像系統(tǒng)、波前傳感器和數(shù)字圖像處理系統(tǒng)。高速CCD器件和光學(xué)鏡頭組成了成像系統(tǒng)，用來(lái)采集原始圖像；波前傳感器用來(lái)探測(cè)光波波前畸變，系統(tǒng)中采用的是自適應(yīng)光學(xué)中常用的哈特曼一夏克波前傳感器；數(shù)字圖像處理用來(lái)進(jìn)行解卷積圖像復(fù)原運(yùn)算其工作原理如下：首先，系統(tǒng)采用哈特曼-夏克波前傳感器對(duì)測(cè)量光束進(jìn)行探測(cè)，測(cè)量光束受到空氣擾動(dòng)，其畸變會(huì)反映到波前傳感器探測(cè)到的波前信息上運(yùn)用Zer

3、nike模式波前復(fù)原算法來(lái)重構(gòu)波前相位，最終得到系統(tǒng)的瞬時(shí)光學(xué)锫遞函數(shù)。最后運(yùn)用Matlab 7.0來(lái)編程實(shí)現(xiàn)一幅具體的畸變圖像的解卷積恢復(fù)。通過(guò)處理結(jié)果可知，基于波前探測(cè)的圖像解卷積事后處理能夠有效地對(duì)畸變目標(biāo)圖像進(jìn)行恢復(fù)。 本文首先分析了光波在大氣中的傳輸理論和大氣成像的數(shù)學(xué)模型以及Zernike多項(xiàng)式模式波前重構(gòu)算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，從理論上論證了解卷積式自適應(yīng)光學(xué)的工作原理，然后介紹了本系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)，最后介紹了實(shí)驗(yàn)結(jié)果