編碼掩模紅外成像建模與評價(jià)研究.pdf

1、紅外光學(xué)成像系統(tǒng)因波長范圍、鏡頭材質(zhì)、探測器靈敏度等因素的制約，所得成像結(jié)果的分辨率并不理想，許多研究機(jī)構(gòu)一直在尋求對傳統(tǒng)紅外光學(xué)成像系統(tǒng)的分辨率進(jìn)行提升。近年來，全光場相機(jī)以及基于壓縮感知原理的編碼掩模成像系統(tǒng)的成功研制，標(biāo)志著對傳統(tǒng)成像方式的一次革新。此類新型成像系統(tǒng)，是在原有光學(xué)成像系統(tǒng)中引入編碼掩模，通過對系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)的改造，并結(jié)合一定的數(shù)字圖像處理技術(shù)，從而獲取原始場景的超分辨率圖像。因此，基于編碼掩模的成像系統(tǒng)逐步成為光學(xué)系

2、統(tǒng)設(shè)計(jì)和數(shù)字圖像處理的交叉研究熱點(diǎn)，也為紅外成像分辨率的提升提供了一種新的解決思路。
　　本課題對當(dāng)前幾類典型的編碼掩模光學(xué)成像系統(tǒng)的工作原理和圖像重建方式進(jìn)行討論，著重分析了編碼掩模的碼型結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的影響，為編碼掩模放置在鏡頭前的紅外光學(xué)成像系統(tǒng)建立了系統(tǒng)模型。在建模過程中，考慮掩模的衍射傳播作用以及透鏡組的非理想調(diào)制作用，經(jīng)推導(dǎo)發(fā)現(xiàn)，可將成像系統(tǒng)視為由兩個(gè)功能部分構(gòu)成，即編碼掩模與理想透鏡組所構(gòu)成的理想成像，以及實(shí)際

3、透鏡組自身的非理想成像。這種分析方式可以簡化模型的建立和計(jì)算過程。此外，編碼掩模的碼型結(jié)構(gòu)對整個(gè)系統(tǒng)的成像質(zhì)量至關(guān)重要。本課題以編碼掩模成像系統(tǒng)成像質(zhì)量的提升為目標(biāo)，為編碼掩模對系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的影響提出了一套評價(jià)指標(biāo)，并以此對幾種典型的掩模碼型結(jié)構(gòu)進(jìn)行評價(jià)，分析總結(jié)了碼型結(jié)構(gòu)、孔徑單元尺寸、周期性與非周期性等因素對成像系統(tǒng)能量匯聚能力、視場內(nèi)光源位置的敏感程度以及探測器位置移動所造成點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的變化等方面規(guī)律。此外，針對編碼掩模成像系統(tǒng)