適用于天文觀測(cè)的圖像復(fù)原算法研究.pdf

1、地基光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡通過(guò)大氣層對(duì)空間目標(biāo)成像時(shí)，受到大氣湍流的干擾，導(dǎo)致圖像模糊，降低了天文圖像的科研價(jià)值。通過(guò)自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)糾正大氣湍流造成的干擾，提高天文觀測(cè)圖像的質(zhì)量。但自適應(yīng)光學(xué)儀器比較復(fù)雜，受硬件條件的限制，其對(duì)大氣湍流的補(bǔ)償是片面的，真實(shí)圖像中依然丟失相當(dāng)多的高頻成分。因此，對(duì)自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)處理的天文圖像再進(jìn)行圖像復(fù)原后處理是非常有意義的。
　　本論文就地基天文觀測(cè)圖像的盲復(fù)原進(jìn)行了研究，完成的工作和主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如

2、下：
　　（1）反卷積算法的仿真對(duì)比和研究改進(jìn)。本文仿真分析了逆濾波法、維納濾波法、最小二乘方濾波法、Lucy-Richardson算法和伸縮梯度投影算法(SGP)。仿真表明，SGP算法在復(fù)原精度方面表現(xiàn)更優(yōu)。實(shí)際情況中，清晰天文圖像是未知的，再加上噪聲的干擾，迭代類算法無(wú)法自行停止迭代。對(duì)此，給出一種可自動(dòng)停止迭代的改進(jìn)算法。仿真表明，改進(jìn)的算法對(duì)最優(yōu)點(diǎn)判斷較為準(zhǔn)確，使反卷積算法能夠運(yùn)用于實(shí)際天文圖像處理。
　　（2）PS

3、F估計(jì)算法的仿真對(duì)比和研究改進(jìn)。根據(jù)天文圖像特點(diǎn)，詳細(xì)分析了基于稀疏測(cè)度的 PSF估計(jì)算法，通過(guò)仿真對(duì)比驗(yàn)證了該算法較其他算法更適于天文圖像PSF估計(jì)。在原算法基礎(chǔ)之上，借鑒一種基于圖像局部結(jié)構(gòu)張量的度量，通過(guò)大量仿真，給出一種正則化參數(shù)調(diào)整策略。對(duì)于不同的天文退化圖像，基于此策略可自動(dòng)調(diào)整正則化參數(shù)，獲得比原算法中固定參數(shù)更好的復(fù)原效果，提高了算法的適用性。絕大多數(shù)PSF估計(jì)算法中，通常把PSF尺寸作為已知量?，F(xiàn)實(shí)中，PSF尺寸是未知

4、的。對(duì)此，給出一種基于邊界測(cè)度的 PSF尺寸估計(jì)算法。仿真表明，該方法能較為準(zhǔn)確的估計(jì)出PSF尺寸。
　?。?）天文圖像預(yù)處理的仿真對(duì)比和研究改進(jìn)。為了改善復(fù)原效果、加快算法處理速度，對(duì)天文圖像進(jìn)行包括降噪和目標(biāo)支持域提取兩方面的預(yù)處理的研究實(shí)現(xiàn)。研究分析了均值濾波、中值濾波、基于總變分的降噪和基于塊匹配和三維變換濾波(BM3D)算法，并通過(guò)仿真對(duì)比驗(yàn)證了BM3D算法降噪效果更優(yōu)；天文圖像目標(biāo)通常是有限支持域的，結(jié)合天文圖像的特點(diǎn)