[發明專利]基于光學聯合變換相關器的像移探測成像系統

有效

• 申請號: 201110169909.6
• 申請日: 2011-06-23
• 公開（公告）號: CN102288117A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 趙惠;易紅偉;李英才
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 商宇科

技術領域

本發明屬光學領域，涉及一種成像系統，尤其涉及一種基于光學聯合變換相關器的像移探測成像系統。

背景技術

在成像曝光時間內，如果目標與相機之間存在相對運動，那么最終所獲得的圖像就會是模糊降質的。有兩種途徑可以消除運動模糊對圖像質量的影響：其一是使用數字圖像復原算法通過解卷積來達到去除運動模糊、恢復圖像信息的目的；其二則是依靠特定的硬件來實時補償成像曝光時間內所產生的像移，從而達到穩定成像的目的。

無論使用何種方式，像移的精確探測都是至關重要的，因為像移探測對于軟件補償方法來說可以提高其圖像復原的準確度，而對于硬件補償方法來說則是非常關鍵的第一步。

時至今日，已有眾多的方法被提出用于像移的探測計算，而光學聯合變換相關器JTC(Joint?Transform?Correlator)就是其中之一。由于JTC既具有光學圖像處理高速度、大容量和并行處理的特點，又具有電路控制靈活、精確、可編程的優點，因此具有很大的應用潛力，是像移探測領域的研究熱點之一。

基于光學聯合變換相關器JTC的像移測量步驟可以概括為：

1、高速CCD相機分別采集時刻t和t+Δt的兩幅具有相對像移的圖像，并按照式(一)所描述的排布形式輸入到振幅型空間光調制器中；

I(x，y)＝f_t(x，y-a)+f_t+Δt(x+δx，y+a+δy)(一)

其中(x，y)為圖像的二維坐標，a表示兩幅圖像在空間光調制器輸入面上的相對位置，δx和δy分別是兩幅圖像之間在x和y方向上的位移。

2、振幅型空間光調制器作為目標源，經激光準直平行光束照射后，由傅立葉變換透鏡完成第一次傅立葉變換，并由探測CCD相機獲得聯合變換功率譜，如式(二)所示：

|T(u,v)|2=|Ft(u,v)|2+|Ft+Δt(u,v)|2+Ft+ΔtFt*·exp{i2π·[uδx+(2a+δy)v]}]]>(二)

其中u，v是傅立葉變換頻譜坐標，F_t(u，v)和F_t+Δt(u，v)分別對應于f_t和f_t+Δt的頻譜，而^*則表示復共軛。

3、聯合變換功率譜|T(u，v)|²被作為新的輸入圖像再次送入到振幅型空間光調制器中，之后由傅立葉變換透鏡實施第二次傅立葉變換就可以在CCD相機上得到互相關峰圖像，如式(三)所示：