一第一光波和第二光波是基于可見光和不可見紅外線光的不同頻譜進(jìn)行的分離，此時，該紅外熱像儀攝取的是紅外光波攜帶的第二光波所成的像，可見的第一光波則用于進(jìn)行相應(yīng)的波前畸變的測量。
[0060]進(jìn)一步的，參見圖5，本發(fā)明實施例所提供的處理器33包括第一運算模塊331和第二運算模塊332。
[0061]具體的，上述第一運算模塊331，用于接收波前傳感器11發(fā)送的第一光波的光學(xué)特征參數(shù)，通過對光束質(zhì)量空間一時間信息，包括高達(dá)65階的各階像差模式數(shù)據(jù)的分析，可以計算出包括 PSF(Point Spread Funct 1n，點擴散函數(shù))、OTF (Opt i cal TransferFunct1n，光學(xué)傳遞函數(shù))、MTF(Modulat1n Transfer Funct1n，調(diào)制傳遞函數(shù))等在內(nèi)的遠(yuǎn)場光斑數(shù)據(jù)。
[0062]另外，上述第二運算模塊332則用于提取第一運算模塊331運算得到的PSF，又根據(jù)該PSF與探測目標(biāo)的復(fù)原圖像及探測目標(biāo)的原始圖像之間的卷積關(guān)系，已知探測目標(biāo)的原始圖像、PSF，通過反卷積運算，即可得到探測目標(biāo)的復(fù)原圖像。參見圖6，為本發(fā)明實施例所提供的一個具體的應(yīng)用場景示意圖，表征了基于哈特曼波前傳感器的實時波前檢測的圖像清晰化的過程。其中，對于探測目標(biāo)的圖像數(shù)據(jù)6(a)受到大氣湍流、窗口熱效應(yīng)等因素影響，產(chǎn)生畸變，得到探測目標(biāo)的原始圖像如圖6(c)。利用哈特曼波前傳感器可以得到擾動波前，從而恢復(fù)出導(dǎo)致畸變的點擴散函數(shù)圖6(b)，最后利用反卷積技術(shù)實現(xiàn)對目標(biāo)的高分辨力的探測目標(biāo)的復(fù)原圖像6(d)。
[0063]本發(fā)明實施例提供的氣動光學(xué)效應(yīng)中模糊圖像的復(fù)原裝置，通過處理器33進(jìn)行波前傳感器11提取的光學(xué)特征參數(shù)與圖像采集裝置22處理得到的探測目標(biāo)的原始圖像之間的反卷積運算，能夠?qū)崟r高效地對氣動光學(xué)效應(yīng)所導(dǎo)致的圖像模糊現(xiàn)象進(jìn)行校正復(fù)原，極大的提高航拍成像系統(tǒng)的分辨力且上述復(fù)原裝置小型化、成本較低而適用性較強。
[0064]在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)和裝置，可以通過其它的方式實現(xiàn)。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，又例如，多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些通信接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。
[0065]所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。
[0066]另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。
[0067]所述功能如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括:U盤、移動硬盤、只讀存儲器(R0M，Read-0nly Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
[0068]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種氣動光學(xué)效應(yīng)中模糊圖像的復(fù)原裝置，其特征在于:包括波前傳感器、圖像采集裝置和處理器； 所述波前傳感器，用于獲取所述探測目標(biāo)的反射光波經(jīng)過氣動光學(xué)效應(yīng)之后產(chǎn)生的畸變波前，提取所述畸變波前中的光學(xué)特征參數(shù);其中，所述光學(xué)特征參數(shù)至少包括:空間信息和/或時間信息； 所述圖像采集裝置，用于采集所述探測目標(biāo)的圖像數(shù)據(jù)，對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行成像處理，得到所述探測目標(biāo)的原始圖像； 所述處理器，用于根據(jù)所述光學(xué)特征參數(shù)和所述探測目標(biāo)的原始圖像進(jìn)行反卷積處理，得到所述探測目標(biāo)的復(fù)原圖像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動光學(xué)效應(yīng)中模糊圖像的復(fù)原裝置，其特征在于:還包括分光鏡； 所述分光鏡，用于接收所述探測目標(biāo)的反射光波經(jīng)過氣動光學(xué)效應(yīng)之后產(chǎn)生的畸變波前，根據(jù)光譜特性將所述畸變波前分離為第一光波和第二光波;其中，所述第一光波和所述第二光波的光譜特性不同，且均攜帶有所述探測目標(biāo)的圖像數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣動光學(xué)效應(yīng)中模糊圖像的復(fù)原裝置，其特征在于，所述波前傳感器，還用于接收所述分光鏡分離出的所述第一光波，提取所述第一光波中的光學(xué)特征參數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣動光學(xué)效應(yīng)中模糊圖像的復(fù)原裝置，其特征在于，所述圖像采集裝置，還用于接收所述分光鏡分離出的所述第二光波，提取所述第二光波中攜帶的所述探測目標(biāo)的圖像數(shù)據(jù)，對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行成像處理，得到所述探測目標(biāo)的原始圖像。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣動光學(xué)效應(yīng)中模糊圖像的復(fù)原裝置，其特征在于，所述圖像采集裝置包括鏡頭、圖像傳感器和顯示屏； 所述鏡頭，用于接收所述分光鏡分離出的所述第二光波，將所述第二光波折射成對應(yīng)的折射光波;所述折射光波攜帶有探測目標(biāo)的原始圖像； 所述圖像傳感器，用于采集所述折射光波，將所述折射光波轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電信號，根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換將所述電信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字信號，對所述數(shù)字信號進(jìn)行分析處理，得到所述折射光波攜帶的探測目標(biāo)的原始圖像； 所述顯示屏，用于顯示所述探測目標(biāo)的原始圖像。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣動光學(xué)效應(yīng)中模糊圖像的復(fù)原裝置，其特征在于，所述圖像采集裝置還包括光源； 所述光源，用于向所述探測目標(biāo)發(fā)送光波，以便于所述探測目標(biāo)接收所述光波后發(fā)射攜帶所述探測目標(biāo)的圖像數(shù)據(jù)的反射光波。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣動光學(xué)效應(yīng)中模糊圖像的復(fù)原裝置，其特征在于，所述圖像采集裝置為紅外熱像儀； 所述紅外熱像儀，用于接收所述探測目標(biāo)的反射光波經(jīng)過氣動光學(xué)效應(yīng)之后產(chǎn)生的紅外輻射，根據(jù)所述探測目標(biāo)的紅外輻射強度與預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)紅外輻射強度的差值運算處理，得到與所述探測目標(biāo)的紅外輻射強度相對應(yīng)的所述探測目標(biāo)的原始圖像。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣動光學(xué)效應(yīng)中模糊圖像的復(fù)原裝置，其特征在于，所述處理器包括第一運算模塊和第二運算模塊； 所述第一運算模塊，用于接收所述波前傳感器發(fā)送的所述第一光波中的光學(xué)特征參數(shù)，對所述光學(xué)特征參數(shù)進(jìn)行處理，得到遠(yuǎn)場光斑數(shù)據(jù);其中，所述遠(yuǎn)場光斑數(shù)據(jù)至少包括點擴散函數(shù)； 所述第二運算模塊，用于根據(jù)所述遠(yuǎn)場光斑數(shù)據(jù)中的點擴散函數(shù)，對所述探測目標(biāo)的原始圖像進(jìn)行反卷積運算，得到所述探測目標(biāo)的復(fù)原圖像。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣動光學(xué)效應(yīng)中模糊圖像的復(fù)原裝置，其特征在于，所述波前傳感器為哈特曼波前傳感器。10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一所述的氣動光學(xué)效應(yīng)中模糊圖像的復(fù)原裝置，其特征在于，所述圖像采集裝置為照相機。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種氣動光學(xué)效應(yīng)中模糊圖像的復(fù)原裝置，包括：波前傳感器，用于獲取探測目標(biāo)的反射光波經(jīng)過氣動光學(xué)效應(yīng)之后產(chǎn)生的畸變波前，提取畸變波前中的光學(xué)特征參數(shù)；其中，光學(xué)特征參數(shù)至少包括：空間信息和/或時間信息；圖像采集裝置，用于采集探測目標(biāo)的圖像數(shù)據(jù)，對其成像處理得到探測目標(biāo)的原始圖像；處理器，用于根據(jù)光學(xué)特征參數(shù)和探測目標(biāo)的原始圖像進(jìn)行反卷積處理，得到探測目標(biāo)的復(fù)原圖像，其通過處理器進(jìn)行波前傳感器提取的光學(xué)特征參數(shù)和圖像采集裝置處理得到的探測目標(biāo)的原始圖像的反卷積運算，能夠?qū)崟r高效地對氣動光學(xué)效應(yīng)所導(dǎo)致的圖像模糊現(xiàn)象校正復(fù)原，提高航拍成像系統(tǒng)的分辨力且上述裝置小型化、成本較低而適用性較強。
【IPC分類】H04N5/33, G06T5/00, H04N5/232
【公開號】CN105450933
【申請?zhí)枴緾N201610003447
【發(fā)明人】馬曉燠, 樊志華, 吳建東, 黃建, 饒長輝, 鮮浩, 饒學(xué)軍, 楊金生
【申請人】中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2016年1月4日