基于自适应光学的大气湍流退化图像复原技术研究
作者： 张丽娟，李东明，杨进华，王珺楠，李超然 著
出版时间： 2017年版
内容简介
大气湍流的*扰动严重地影响光学系统的成像性能，本书对湍流效应的自适应光学（Adaptive Optics， AO）图像复原问题进行了研究和探讨。本书主要从两个方面研究自适应光学图像复原问题：一是研究自适应光学系统的构成及光学成像原理，提出了自适应光学系统改进及仿真，实现自适应光学图像波前畸变的实时补偿或校正；二是研究经AO校正后的自适应光学图像复原理论及算法。主要内容包括湍流对成像影响的分析与仿真、自适应光学系统与波前复原方法、基于小波域的Contourlet变换的自适应光学图像去噪算法、基于帧选择技术和极大似然估计的自适应光学图像多帧联合去卷积算法、与正则化相结合的改进期望值*化方法的多帧自适应光学图像复原算法以及基于双校正器的自适应光学系统的改进方法与仿真分析。
目录
目录第1章绪论11.1知识背景11.2自适应光学技术的研究和应用情况21.3自适应光学图像复原技术的研究现状与进展61.3.1图像复原技术概述71.3.2AO图像复原技术的研究进展101.4自适应光学图像复原基本模型111.4.1自适应光学图像退化模型111.4.2自适应光学图像噪声模型131.4.3经典图像复原方法141.5图像质量评价方法191.5.1图像主观质量评价方法191.5.2图像客观质量评价方法191.6本书的课题来源及组织结构231.6.1本书的课题来源231.6.2本书的组织结构231.7小结25参考文献25第2章湍流对成像影响的分析与仿真332.1大气湍流的基本理论332.1.1大气湍流的参数描述33/基于自适应光学的大气湍流退化图像复原技术研究目录/2.1.2大气湍流模型352.1.3湍流的统计特性描述372.2湍流波前随机扰动的计算机仿真392.2.1傅里叶变换法392.2.2Zernike多项式法412.3大气光学性对AO成像的影响分析472.3.1大气光学特性的机理472.3.2大气介质的光学传递函数OTF492.3.3大气湍流光学参数分析512.4小结53参考文献54第3章自适应光学系统性能分析与波前复原技术563.1自适应光学系统构成563.1.1自适应光学系统的基本结构563.1.2波前探测器583.1.3波前校正器603.1.4波前控制器623.2云南天文台61单元AO成像系统643.2.1改造后的AO系统的光学结构643.2.2改造后的HS波前传感器643.2.3跟踪系统673.3自适应光学系统的成像原理693.4基于斜率探测技术的波前复原方法703.5基于波前复原技术的自适应光学系统实验研究733.61000mm AO系统对畸变波前的校正仿真研究783.7小结80参考文献80第4章基于小波域的Contourlet变换法的自适应光学图像去噪算法834.1小波变换834.1.1小波变换的定义844.1.2小波分解的矩阵表示874.1.3一维退化模型的小波表示884.1.4二维退化模型的小波表示894.2WBCT的基本原理904.3基于WBCT的WBCTbATD去噪算法954.4WBCTbATD算法实现步骤984.5WBCTbATD算法实验984.6小结105参考文献105第5章基于帧选择技术和极大似然估计的自适应光学图像多帧联合去卷积算法1085.1自适应光学图像的PSF重建算法1095.1.1AO图像PSF的先验模型1095.1.2基于波前相位信息的PSF重建方法1115.1.3基于非等晕成像效应的PSF重建1125.2帧选择技术研究1165.2.1AO图像退化性质1175.2.2基于方差统计特性的帧选择技术1185.2.3序列图像的帧选择实验1205.3基于FSMLJD算法的多帧AO图像联合去卷积1225.3.1PSF带宽有限约束1225.3.2基于FSMLJD的多帧联合去卷积图像高清晰复原算法1235.3.3FSMLJD算法的实现1255.4实验结果及分析1265.5小结130参考文献130第6章基于正则化与改进期望值最大化算法的自适应光学图像复原1326.1基于图像功率谱密度及约束图像支持域的去噪方法1326.2期望值最大化方法原理简介1356.3AO图像代价函数模型及参数估计1376.3.1建立AO图像的代价函数模型1376.3.2RTIEM算法的参数估计1386.3.3建立多帧AO图像的代价函数模型1416.4基于RTIEM算法的多帧AO图像高清晰复原1426.5AO图像复原实验及结果分析1446.5.1仿真图像复原实验1446.5.2双星图像复原实验1466.5.3天体观测实验1486.6小结150参考文献150第7章基于双校正器的自适应光学系统的改进与仿真分析1527.1双校正器的组合方式分析1527.2基于双校正器自适应光学系统像差解耦算法1547.3基于双校正器的自适应光学系统的改进1567.4实验结果和分析1597.5小结163参考文献163第8章总结与展望1658.1本书所做的研究工作1658.2本书研究的创新之处1668.3今后的研究方向与展望168
