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《大氣湍流退化圖像多幀盲復(fù)原》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第3l卷第5期2012年10月飛行器測控學(xué)報JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．31No．50ct．2012大氣湍流退化圖像多幀盲復(fù)原“楊彥偉1，徐蓉2，牛威2，麻蔚然1，甘宸伊1(1．63788部隊·陜西渭南·714000；2．宇航動力學(xué)國家重點實驗室·西安·710043)摘要：針對圖像盲復(fù)原時PSF(點擴散函數(shù))尺寸參數(shù)對復(fù)原效果影響較大，提出一種點擴散函數(shù)尺寸自適應(yīng)估計算法，該算法以均方誤差為代價函數(shù)，通過遍歷搜索點擴散函數(shù)有限支持域，克服了點擴散函數(shù)尺寸參數(shù)
2、選擇難的問題。仿真結(jié)果表明，估計的點擴散函數(shù)尺寸接近真實尺寸，對于大氣湍流變化快的情形，改進算法取得了較好的圖像復(fù)原效果。關(guān)鍵詞：大氣湍流；多幀盲復(fù)原；點擴散函數(shù)(PSF)尺寸；快速傅里葉變換中圖分類號：V556．5；TP751文獻標志碼：A文章編號：1674—5620(2012)05—0036—04AMulti—FrameBlindImageRestorationAlgorithmforAtmosphericTurbulenceImagesYANGYanweil，XURon92，NIUWei2，MAW
3、eiranl，GANChenyil(1．PI。AUnit63788，Weinan，ShaanxiProvince714000；2．StateKeyI．a(chǎn)boratoryofAstronauticDynamics，Xi’an710043)Abstract：AnadaptiveestimationalgorithmisproposedtOminimizetheimpactofsizeparametersofPSF(PointSpreadFunction)ontheresultofblindimagerest
4、oration．TakingMSE(MeanSquaredError)asthecostfunction，thealgorithmfeaturessearchofthefiniteextentofPSFandovercomesdifficultyinchoiceoftheparametersabouttheoriginalsizeofPSF．SimulationresultsshowthattheestimatedsizeofPSFisalmostequaltothetruevalue．Thepropo
5、sedalgorithmfacilitatesexcellentrestorationofspaceimagesheavilyblurredbyhighlydynamicatmosphericturbulence．Keywords：atmosphericturbulence；multi—frameblindimagerestoration；sizeofPointSpreadFunction(PSF)；Fast，F(xiàn)ourierTransform(FFT)0引言大氣湍流是導(dǎo)致地基望遠鏡圖像退化的主要原因，A
6、O(自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng))有助于消減大氣湍流的影響。然而實踐中發(fā)現(xiàn)，AO校正是有限的。為了使成像接近衍射極限分辨率的要求，通常使用圖像復(fù)原技術(shù)對AO校正殘余像差做進一步補償。從數(shù)學(xué)角度上講，圖像復(fù)原屬于求解不適定問題。如果沒有約束條件，解通常不存在或者解不唯一。根據(jù)分類標準不同口_2]，圖像復(fù)原方法可分為盲復(fù)原和傳統(tǒng)復(fù)原、單幀復(fù)原和多幀復(fù)原、單信道復(fù)原和多信道復(fù)原。這里，多幀盲復(fù)原更適用于實際情況，而盲復(fù)原通常會選擇固定的PSF(點擴散函數(shù))尺寸作為初始參數(shù)。但是，大氣湍流是隨機的、時變的，若使用固定的PSF
7、尺寸，復(fù)原效果一般不理想。選小了，難以消除模糊；選大了，圖像紋理和輪廓會出現(xiàn)扭曲。目前研究如何選擇PSF尺寸的文獻還很少。這里，提出一種遍歷搜索PSF有限支持域的算法，它以均方誤差為代價函數(shù)，并根據(jù)圖像模糊程度自動調(diào)整PSF尺寸。改進的多幀盲復(fù)原算法同時估計PSF和真實圖像，在大氣擾動變化較快情況下，算法取得了較好的復(fù)原效果。1大氣湍流退化模型光波在大氣中傳播時，大氣湍流會造成空氣折射率的隨機變化，從而導(dǎo)致波的振幅和相位隨機起伏，結(jié)果出現(xiàn)光強閃爍和波面畸變[3]。為此，地基望遠鏡一般選擇在大氣視寧度較好
8、的地方建址。然而攝錄過程中，由于鏡頭與目標之間的相對運動，以及自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)固有的波前檢測誤差，致使望遠鏡成像抖動、模糊不可避免。大氣湍流退化模型分為空間可變和空間不變2種，這里僅討論空間不變退*收稿日期：2012—07—04；修回日期：2012一07—26第一作者簡介：楊彥偉(1974)，男，碩士，工程師，主要研究方向為信號與信息處理；E—mail：yangyw05@126．com第5期楊彥偉，等：大氣湍流退化圖像多幀盲復(fù)原化模型。該模型
