内光路热效应和像差对远场光束质量的影响

选取桶中功率PIB,Strehl比,β和像散参数wx/wy作为远场光束质量的评价标准,用自编的四维仿真程序就内光路热效应和像差对光束质量的影响作了详细的数值计算和分析。研究表明,离焦、像散和热效应都将导致远场光强分布出现畸变,可聚焦能力降低,光束质量变差。     

利用拉氏算子鉴别散焦模糊图像点扩散函数

对于散焦模糊图像,通常把其散焦点扩散函数近似为圆柱形函数。若能有效地从模糊图像中鉴别出该圆柱形的半径,则等价于求出了散焦模糊点扩散函数。利用拉氏算子对散焦模糊图像进行无方向性的二阶微分,然后求微分图像的自相关,则三维显示的自相关图像上会出现一个环形槽。环形槽由数值为负的一系列相关峰连成,槽底住置连成鉴别 别圆。该鉴别圆以零频尖峰为圆心,直径等于作为散焦点扩散函数的圆柱形直径的两倍。通过插值求和,得到一条鉴别曲线,可以直接鉴别出其直径。这一新的鉴别方法计算 量小,鉴别精度高,抗噪声能力较强。     

空间变化离焦模糊红外图像快速复原算法

为了提升空间变化离焦模糊红外图像的图像质量,提出了一种基于图像质量评价的快速复原算法。本文提出的方法首先对模糊图像采用不同点扩散函数对应的截断约束最小二乘法算法进行复原而获得多幅复原图像,并对复原图像进行去振铃;然后对复原图像中每个像素为中心的区域进行图像质量评价,将采用不同参数复原的图像以图像质量评价的结果进行组合以获得最终的复原图像。由于无需对模糊图像点扩散函数估计,且采用了空间域运算的截断约束最小二乘法算法进行图像复原,实验结果表明,本文提出的算法能够对空间变化离焦模糊红外图像进行快速复原,算法运行速度较基于点扩散函数估计的方法大幅提升。     

离焦图像最优退化模型的分析方法

针对常用的离焦退化模型,引入图像均方差（MSE）、图像熵及高阶累积量3种分析评价方法。在最优退化模型分析的仿真实验中,图像熵和高阶累积量取得了与需要参考图像的MSE一致的结论,从而证实了其有效性。图像熵和高阶累积量不需要参考图像,因此可以在实际的离焦分析中广泛应用。     

Defocus deblurring for catadioptric omnidirectional imaging based on spatially invariant point spread function

The problem of catadioptric omnidirectional imaging defocus blur, which is caused by lens aperture and mirror curvature, becomes more severe when high resolution sensors and large apertures are applied. In order to overcome this problem, a novel method based on computational photography is proposed. Firstly, the defocus blur of catadioptric omnidirectional imaging is analyzed to calculate the point spread function for different scene points. Then, the defocus blur kernel of omnidirectional image is confirmed to be spatially invariant when rotating the focus ring of camera lens during an image’s integration time. Lastly, the deconvolution algorithm using prior sparse derivatives is applied to obtain all-focused/sharp omnidirectional images. Experimental results demonstrate that the proposed method is effective for omnidirectional image deblurring and can be applied to most existing catadioptric omnidirectional imaging systems.     

Depth recovery and refinement from a single image using defocus cues

We present a technique to recover and refine the depth map from a single image captured by a conventional camera in this paper. Our method builds on the universal imaging principle: only scene at the focus distance will converge to a single sharp point on imaging sensor but other scene will yield different blur effects varying with its distance from the camera lens. We first estimate depth values at edge locations via spectrum contrast and then recover the full depth map using a depth matting optimization method. Due to the fact that some blur textures such as soft shadows or blur patterns will produce ambiguity results during the procedure of depth estimation, we use a total variation-based image smoothing method to smooth the original image, a smoothed image with detailed texture being suppressed can be generated. Taking this smoothed image as reference image, a guided filter is used to refine the final depth map.     

双孔离焦成像法齿条测量研究

提出一种基于双孔离焦成像的三维测量方法。通过在成像光路中加入掩膜版,使离焦物体通过掩膜版后在CCD上成双像,根据双像的相对位置,获得成像物体的空间三维位置。在分析相机成像模型的基础上,推导了离焦成像三维反演方法模型,分析了结构参数对测量精度的影响。搭建了三维测量仪器,对齿条进行测量实验,实验结果表明,本文方法能实现齿条等三维物体的快速,非接触测量,具有较高的测量精度,误差小于2μm。     

猫眼终端回波闪烁效应分析

利用Rytov近似和物理光学传输矩阵法,研究了猫眼光学系统离焦量对逆向通信系统中猫眼终端回波闪烁效应的影响,得到了水平传输时高斯波束在接收平面的闪烁指数的表达式,通过数值仿真实验分析了猫眼光学系统的离焦量对接收平面光强闪烁指数的影响.结果表明,无论湍流和传输距离如何改变,总是存在一定的离焦量使得闪烁指数最小;离焦量增大时闪烁指数总体呈现先减小后增大的趋势,且随着距离和湍流的增大闪烁指数也增大.     

长焦距航空遥感器的光学装调

针对航空遥感器光机结构的精度需求,提出一种装调方法。对具有折反光路的系统,调整好各部件的位置和姿态,观测星点和光学传函,使系统接近最优的成像状态。通过照相的方法,确定遥感器的焦平面在1/4焦深以内。借助装调出的光学系统为基准,使自动检焦调焦机构的自准直结果准确,以确定像面位置,使遥感器的性能达到最好状态。     

一种基于频谱分析的离焦深度自动对焦法

通过计算2幅不同离焦位置的图像频谱的径向分布,推算出目标物体的离焦深度,从而调 整镜头位置完成自动对焦。算法适用于任意目标物体,尽管是基于频谱的,但是并不需要计算离焦图像的频谱,算法精度可达4%,鲁棒性良好。