[實用新型]基于阿達(dá)瑪變換編碼的高分辨率光學(xué)遙感載荷系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920032645.8
• 申請日: 2009-04-16
• 公開（公告）號: CN201397136Y
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周錦松;相里斌;魏儒義;景娟娟;呂群波
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號: G01C11/02
• 分類號: G01C11/02;G02B27/58
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 商宇科

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬光學(xué)領(lǐng)域，涉及一種高分辨率光學(xué)遙感載荷系統(tǒng)，尤其涉及一種基于阿達(dá)瑪變換編碼的高分辨率光學(xué)遙感載荷系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在高分辨率光學(xué)遙感有效載荷系統(tǒng)研制中，一個很關(guān)鍵的約束因素是空間分辨率與探測器像元大小以及系統(tǒng)體積重量等之間的矛盾。為了實現(xiàn)高分辨率，希望探測器像元尺寸越小越好，光學(xué)系統(tǒng)焦距越長越好。但光學(xué)系統(tǒng)焦距的增長會增加加工裝調(diào)的難度及載荷體積和重量，高靈敏的高端小像元成像器件則只能依賴進(jìn)口。受國內(nèi)工業(yè)基礎(chǔ)和探測器制造等方面的制約限制，在高分辨率光學(xué)相機(jī)研制中如果完全依靠增加光學(xué)系統(tǒng)焦距、減小探測器像元尺寸等方法，其難度相當(dāng)大。

分辨率提高方法在國內(nèi)外的高分辨率航空航天用相機(jī)中開始逐步得到應(yīng)用，它的基本原理是采用特殊的焦平面方法或者多幅圖像融合處理技術(shù)，間接提高采樣頻率，減少頻譜混疊，從而獲取更高分辨率的圖像細(xì)節(jié)信息，提高圖像的空間分辨率。該方法分兩種：過采樣方法和亞像元方法。

過采樣方法是采用一套探測器，采集同一目標(biāo)不同時刻的多幅圖像，經(jīng)過特殊的圖像融合處理方法，得到分辨率提高后的新圖像，分辨率提高倍數(shù)與低分辨率圖片的數(shù)量密切相關(guān)。理論上，如果要提高分辨率n倍，則至少需要n²幅低分辨率圖像才可以獲得病態(tài)方程的可能解，實際應(yīng)用中由于配準(zhǔn)方法以及圖像之間信息的相關(guān)程度，往往需要2n²幅以上的低分辨率原始圖像才能獲得可靠的高分辨率圖像。該技術(shù)在應(yīng)用時，要求遙感平臺有高精度的指向調(diào)節(jié)能力，同時要求遙感器多次重訪，以對同一個地面目標(biāo)進(jìn)行多幅成像。

亞像元方法采用多組探測器相互間空間位置的特殊布置，采集同一目標(biāo)同一時刻的多幅圖像，與圖像融合處理方法結(jié)合提高分辨率。典型實現(xiàn)方法是采用光學(xué)棱鏡拼接方法，兩個探測器的感光面在像元方向錯開半個像元，也可在45°方向各錯開半個像元。兩個探測器同時成像，兩幅圖像經(jīng)過特殊處理后，得到高分辨率的新圖像。該方法的缺點是拼接機(jī)構(gòu)復(fù)雜，另外棱鏡分像降低了入射到探測器靶面上的光能量。

阿達(dá)瑪變換技術(shù)則是一種類似于傅里葉變換的光調(diào)制技術(shù)，它采用以阿達(dá)瑪矩陣為基礎(chǔ)的二元正交變換，具有多通道同時探測和高光通量的優(yōu)點，近四十年來在多通道光譜成像技術(shù)領(lǐng)域得到應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種可多通道同時探測、高能量輸入、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用方式靈活、設(shè)備體積小、重量輕的基于阿達(dá)瑪變換編碼的高分辨率光學(xué)遙感載荷系統(tǒng)。

本實用新型的技術(shù)解決方案是：本實用新型提供了一種基于阿達(dá)瑪變換編碼的高分辨率光學(xué)遙感載荷系統(tǒng)，包括成像鏡和探測器，其特殊之處在于：所述基于阿達(dá)瑪變換編碼的高分辨率光學(xué)遙感載荷系統(tǒng)還包括阿達(dá)瑪編碼模板；所述成像鏡、阿達(dá)瑪編碼模板以及探測器依次設(shè)置于同一光軸上。

上述阿達(dá)瑪編碼模板是在平板玻璃的一面鍍制阿達(dá)瑪編碼膜層。

上述平板玻璃上與鍍制有阿達(dá)瑪編碼膜層相對的一面鍍制增透膜。

上述阿達(dá)瑪編碼模板與探測器是膠合或緊貼的。

上述平板玻璃上鍍制有阿達(dá)瑪編碼膜層的一面和探測器膠合或緊貼。

上述阿達(dá)瑪編碼膜層是采用二維阿達(dá)瑪變換循環(huán)編碼或一維阿達(dá)瑪變換循環(huán)編碼所形成的。

上述阿達(dá)瑪編碼膜層是鉻膜、銀膜或鋁膜。

上述成像鏡是折射鏡、反射鏡或者折反鏡。

上述探測器是電荷耦合器件CCD或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體CMOS光電傳感器件。

上述探測器是面陣探測器或線陣探測器。

本實用新型的優(yōu)點是：

1、可多通道同時進(jìn)行探測以及高能量輸入。本實用新型利用阿達(dá)瑪變換對探測器像元進(jìn)行細(xì)分編碼調(diào)制提高分辨率，具有多通道同時探測和高能量輸入量的優(yōu)點。在實現(xiàn)相同空間分辨率的條件下，信號的均方差可減小(m×n/4)倍，相應(yīng)地，信噪比可提高(m×n)^1/2/2倍。

2、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、成本低廉。本實用新型可在不改動常規(guī)成像設(shè)備任何技術(shù)參數(shù)的條件下，僅在探測器焦面前增加按阿達(dá)瑪變換編碼制作的模板，通過計算機(jī)解碼處理即可實現(xiàn)空間分辨率的提高，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、成本低的優(yōu)點。

3、使用方式靈活多樣。本實用新型載荷系統(tǒng)中分辨率提高的程度由阿達(dá)瑪變換編碼的階數(shù)決定，無需改動設(shè)備的技術(shù)參數(shù)和結(jié)構(gòu)，通過選擇不同階數(shù)和樣式的阿達(dá)瑪編碼模板即可靈活設(shè)置所需達(dá)到的空間分辨率，使用方式靈活多樣。

附圖說明