单透镜光学系统图像复原方法研究

论文摘要

随着人类进入信息化时代,人们对于高清晰度图像的需要也日益提升,光学系统设计变的越来越复杂,复杂的光学系统和精密的加工要求势必导致加工成本的提高,除此之外还会导致镜头的重量和体积增大,而在某些特殊场合如航空侦查等领域,由于平台负重量有限光学系统的重量会受到严格限制。本文提出一种单透镜光学系统成像方法,将光学像差理论与图像复原理论结合起来。由于单个透镜成像质量很差,必须使用图像复原算法对单个透镜形成的低质量图像进行恢复,以提高整体的成像质量。根本目的是减少成像时光学系统的光学校正负担,降低光学系统复杂程度。全文围绕单透镜成像模糊特点以及像质提升方法展开研究,主要工作内容如下:(1)从光学像差理论出发分析了单一透镜成像模糊特点,讨论了单透镜光学系统像差对于成像质量的各种影响,研究了单透镜成像系统的图像退化模型。(2)对单透镜成像系统的点扩散函数以及模糊图像进行了仿真,针对仿真得到的灰度模糊图像的特点设计了单一颜色通道复原算法,引入了图像二阶导数矩阵的稀疏分布先验,并应用该算法对单透镜所成灰度图像进行了复原。(3)针对单透镜所成彩色模糊图像存在较大像差的问题,通过建立多个颜色通道内图像灰度矩阵的关系提出针对色差的复原算法。利用本文所提算法对含有色差的退化图像进行复原,并与同类型的图像复原算法的恢复效果做了比较,形成单透镜成像系统应用于多色成像系统的像差校正方法。(4)制作了使用一片焦距为120mm,口径尺寸为30mm的平凸光学镜片作为镜头的光学相机。搭建了单透镜成像系统点扩散函数的测量系统,在光学暗室中对点扩散函数进行了测量和实拍成像,使用采集得到的点扩散函数对实拍的单透镜模糊图像进行复原,验证本文所提算法有效性。本文实现了单透镜系统成像验证,验证了单透镜成像系统方法可以用于减小成像系统光学器件总质量,对轻型成像系统应用有重要参考价值。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李超

导师: 谭凡教

关键词: 单透镜成像系统,光学像差,点扩散函数,光学模糊,图像复原算法

来源: 哈尔滨工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,计算机软件及计算机应用

单位: 哈尔滨工业大学

分类号: TP391.41;O439

DOI: 10.27061/d.cnki.ghgdu.2019.002372

总页数: 72

文件大小: 4198K

下载量: 84

相关论文文献

• [1].强流束在三圆筒单透镜中的传输研究[J]. 华东交通大学学报 2012(04)
• [2].静电单透镜在低能强流离子束输运中的应用[J]. 核技术 2009(03)
• [3].高斯光束到光纤的单透镜耦合[J]. 光电工程 2008(08)
• [4].太赫兹波与光子晶体光纤的单透镜耦合研究[J]. 光通信研究 2014(05)
• [5].三膜片单透镜中束流传输的模拟计算[J]. 核电子学与探测技术 2012(12)
• [6].Kinoform单透镜的硬X射线聚焦性能[J]. 物理学报 2015(16)
• [7].单透镜系统中与色散融合的混合相位恢复方法（英文）[J]. 红外与激光工程 2020(10)
• [8].单透镜望远镜及其成像参数的研究[J]. 物理与工程 2017(06)
• [9].基于PSD的单透镜激光三角测头设计[J]. 光子学报 2018(07)
• [10].基于数字全息的单透镜表面轮廓检测[J]. 机械制造与自动化 2016(06)
• [11].粒子场同轴全息中4f光学透镜组与单透镜的区别[J]. 激光与光电子学进展 2018(02)
• [12].单透镜系统的偏振像差[J]. 激光杂志 2015(10)
• [13].小孔成像的清晰度分析及其在单透镜望远镜中的应用[J]. 物理通报 2018(S2)
• [14].等径双圆筒静电聚焦系统问题研究[J]. 甘肃科技 2016(13)
• [15].单透镜成像衍射追迹法研究[J]. 西安文理学院学报(自然科学版) 2020(01)
• [16].广义单透镜系统的傅里叶变换[J]. 激光杂志 2018(04)
• [17].激光测距仪单透镜发射准直模块的优化设计[J]. 激光与红外 2009(04)

标签：单透镜成像系统论文;  光学像差论文;  点扩散函数论文;  光学模糊论文;  图像复原算法论文;