压缩感知理论与光学压缩成像系统

压缩感知理论为提升信息获取能力提供了新的思路,它表明当被探测信号具有稀疏性时,则获取信号所必需的测量数据与其稀疏度K量级相当,而远小于信号的维数N(Shannon采样定理所要求的采样数)。基于压缩感知理论的成像技术(压缩成像)则将感知、压缩和数据处理三个过程完美地结合在一起,避免了传统成像系统"先采样再压缩"方式带来的传感器和计算资源浪费。本文从稀疏性、投影测量矩阵的设计与可重构条件、压缩感知重构算法三个方面概述了压缩感知理论及进展,并以光学成像为背景,详细阐述了最近提出的几类光学压缩成像系统,最后,探讨了压缩感知及压缩成像方面目前所面临的一些挑战性问题。     

非均匀光强对曲率型自适应光学系统的影响

在高斯光强和光强存在正态随机起伏情况下,研究了一种37单元的曲率型自适应光学系统对低阶Zernike像差的校正效果,并和均匀光强时的校正效果进行了比较.光强为高斯分布时,光强的不均匀性对Zernike像差的校正带来了一定的影响,对于曲率为零的Zernike像差影响较小,对曲率不为零的Zernike像差影响较大.光强存在正态随机起伏时,对各阶Zernike像差的校正影响较小,曲率为零的Zernike像差的校正效果好于曲率不为零的Zernike像差的校正效果.结果表明在光强起伏不严重的情况下,该37单元曲率型自适应光学系统对低阶Zernike像差可以较好地校正.     

金属冲击温度的测量研究

文中介绍了冲击温度的多波长光谱辐射测量方法。利用光学高温计测量了４５号钢在２３０ＧＰａ左右的冲击压力下的冲击温度值,对所测得的结果进行了比较和分析。     

基于线加速度计的高分辨率光学影像颤振检测与重建方法

卫星平台颤振条件下,推扫式高分辨率光学影像成像往往产生扭曲,从而影响影像的定位及信息提取精度。针对当前颤振下影像成像扭曲补偿的问题,提出一种基于线加速度计测量平台颤振下的稳态重成像模型实现高分辨率卫星颤振扭曲影像的重建。采用受平台颤振影响而扭曲变形的高分某型号卫星全色影像数据进行验证。分析结果表明:提出的线加速度计可以有效检测并测量出平台的颤振,设计的颤振影像地面重建模型可以有效提高光学影像成像质量,补偿后影像扭曲变形现象明显消除。     

光学图样光电探测的动态仿真

以圆孔夫琅和弗衍射图样的光电探测为例,介绍了对光学图样的光电探测进行动态仿真的方法。     

星载光学遥感成像系统复杂性分析

为研究星载光学遥感成像系统的复杂性,由复杂系统的基本特征与系统研究的基本原则出发,通过对成像全链路流程的分析,确定光学遥感成像系统的复杂性来源及其表现形式。建立星载光学成像的数学模型,以系统重要参数——调制传递函数为基点,通过正过程建模分析和逆过程测量计算相结合的方式,分析了系统复杂性研究的基本原则,即还原论与整体论相结合、定性与定量相结合的过程。由正、逆过程的对比分析,一方面阐述了系统性能与各个环节参数之间的关系,另一方面又由正则化盲反卷积的方式得到图像中真实的调制传递函数。二者相辅相成,既能通过补偿系统复杂性因素影响提升系统性能,又能进一步指导系统优化设计。     

光学侦察卫星的目标探测概率分析

结合光学侦察卫星的特点建立了光学成像卫星目标探测概率与卫星轨道倾角、探测幅宽、访问间隔、目标特性等因素的关系模型。该模型明确了卫星技术性能指标和作战性能指标的相互关系,可作为对光学侦察卫星进行需求分析、顶层设计以及效能评估的依据。以大型舰船为探测目标,用仿真结果说明了模型的适用性。     

相位恢复镜面检测性能研究

在镜面面形检测中应用相位恢复技术,可以简化测量系统,增强抗震动干扰能力.为确定相位恢复镜面测量系统的性能,从两个方面进行了研究.结合提出的相位恢复测量系统,运用傅立叶光学和几何光学理论讨论硬件对测量范围的限制,确定了CCD像素尺寸与被测镜f数,CCD整体尺寸与被测镜最大像差之间的定量关系.从算法效能角度,采用单因素仿真实验考察算法对镜面误差幅度和频率的适应性.仿真结果表明,表面误差频率在31.4mm附近时算法效率较高,过高或过低都将降低算法的效率;误差幅值的影响不大,镜面误差RMS值大至六个波长,小至百分之波长算法都可以胜任.     

光学阵列器件的慢刀伺服车削加工技术

慢刀伺服技术是相对于快刀伺服提出的方法.采用C轴、X轴、Z轴联动的方法在极坐标或圆柱坐标内进行加工.光学阵列如微透镜阵列、微反射镜阵列在高速数据、声音和视频信号传输中具有重要作用.将光学阵列看作一个自由曲面,使用慢刀伺服车削技术一次加工成形,可以解决传统加工中将光学阵列分块加工后拼装和调整的困难.但是由于光学阵列表面形状复杂,其表面法线的突变可能会使机床运动超出伺服轴执行能力.根据慢刀伺服加工技术的特点,建立了伺服轴执行能力限制曲线,研究了不同刀具半径补偿方式对加工的影响.实验结果表明,根据机床伺服轴执,厅能力合理选择刀具半径补偿方式可实现微光学阵列器件高精度加工.