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专利号: 2021104832844
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于DMD的超分辨成像光学系统的公差分析方法,其特征是,该方法包括的步骤如下:步骤1,建立基于DMD的超分辨成像光学系统基本成像模型;

第一步,将分辨率为am*an的目标景象与成像物镜的PSF卷积,仿真模拟成像物镜的成像过程;

式中,(x,y)表示模糊图像坐标,b(x,y)表示模糊图像,i(x,y)表示原始清晰图像,k(x,y)表示模糊核函数,n(x,y)表示加性噪声,(s,t)表示原始清晰图像的坐标,ks,t表示空间变化的点扩散函数;

获取光学系统的PSF时,在ZEMAX中可以直接提取所设置的9个视场的PSF矩阵,提取PSF矩阵时应保证PSF数据采样间隔与探测器像元尺寸相同,将所提取的9个视场的PSF按视场顺序进行拼接,将PSF矩阵的中心点坐标与视场点位置对应,即可获得不同视场位置的PSF;

根据所提取的9个视场的PSF,再通过插值求取未知视场的PSF,以获取空间变化PSF;

使用的方法为基于主元分析的未知视场PSF插值获取方法,这种获取PSF模型的基本思想是寻找一组基函数,使得成像系统的PSF能够在由这组基函数所组成的函数空间内找到一个很好的近似;

第二步,将得到的图像与DMD编码模板进行叠加,对图像进行编码调制;

第三步,将编码后的图像与投影物镜的PSF卷积,仿真模拟投影物镜4成像过程;

第四步,将得到的am×an的图像降采样为m×n,仿真模拟低分辨率长波红外探测器成像过程;

2

第五步,通过重建算法将a幅分辨率为m×n的图像重构为am×an的图像,实现a倍分辨率的图像重构;

步骤2,基于DMD的超分辨成像光学系统公差分析;

根据步骤1建立的基于DMD超分辨成像光学系统的成像模型,对系统进行公差分析,主要包括以下几个内容:第一步,给出所要分析的公差类型,包括镜片偏心、倾斜、镜片间隔误差和离焦;

第二步,给出各公差项的公差预定值,按照重建图像PSNR值下降至所能接受的最低值给定公差预定值;

第三步,通过反向灵敏度法对超分辨成像光学系统进行公差分析,将引入随机误差后的超分辨成像光学系统的PSF代入仿真模型,通过仿真模型进行重建,并对重建结果进行分析,得到基于DMD的超分辨成像光学系统的公差范围。

2.根据权利要求1所述的基于DMD的超分辨成像光学系统的公差分析方法,其特征在于,步骤1中第一步所述的基于主元分析的未知视场PSF插值获取方法包括3个步骤:(1)已知点PSF的表征:选取PCA模型表征PSF,拟合获取已知点的PSF主元分析模型参数;(2)未知点的PSF参数插值计算:选取点插值法,获取未知点的PSF的模型参数;(3)未知点PSF的回归:将插值获取的参数带入PSF表征模型中拟合获取未知点的PSF;引入装调误差后,各视场PSF均发生变化,再重复上述步骤即可获得引入装调误差后的空间变化的PSF。