[發明專利]一種適應大氣湍流變化的多幀自適應光學圖像恢復方法

有效

• 申請號: 201710198650.5
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN106991659B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 楊慧珍;劉金龍;張之光;王斌;馬良
• 申請（專利權）人: 淮海工學院;江蘇省海洋資源開發研究院（連云港）
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/50
• 代理公司: 連云港潤知專利代理事務所32255
• 代理人: 劉喜蓮

1.一種適應大氣湍流動態變化的多幀自適應光學圖像恢復方法，其特征在于，該方法包括：

(1)采集湍流條件下自適應光學校正后不同時刻的多個系統點擴散函數，即系統的點目標成像，把多個圖像經傅里葉變換轉換到頻域，分析不同時刻校正后系統點擴散函數之間的相近性和互異性；使用不同系統點擴散函數的相關西爾維斯特Sylvester矩陣的條件數來判斷彼此之間的接近程度，為正則項選擇提供參考；

(2)采集自適應光學校正后不同時刻的天文目標圖像或空間目標圖像，建立求解系統點擴散函數的線性方程，將圖像恢復問題轉化為線性求解；當圖像的尺寸較大時，矩陣維數較高，采用基于快速傅里葉變換FFT的方法求解；

(3)基于成像噪聲、系統點擴散函數之間的互異性程度及系統點擴散函數的拖尾特性，添加正則項以得到穩定解；采用最小二乘式作為正則約束項，由于自適應光學校正后系統點擴散函數的譜通常具有稀疏結構特性，使用l₁范數正則化模型來處理系統點擴散函數之間的一定程度的相近性和系統點擴散函數的拖尾性；建立系統點擴散函數求解的凸優化模型；

(4)使用經典的凸優化求解算法求解凸優化方程，從而解出系統點擴散函數；所述的經典的凸優化求解算法采用內點法、投影次梯度法、或者低秩法；

(5)定義目標函數，添加正則項，解卷積求解待觀測目標；采用對噪聲具有很好抑制作用的全變分正則項，求解得到待觀測目標的估計值，從而恢復出圖像。

2.根據權利要求1所述的一種適應大氣湍流動態變化的多幀自適應光學圖像恢復方法，其特征在于：采集自適應光學校正后不同時刻的天文目標圖像或空間目標圖像，建立求解系統點擴散函數的線性方程，如公式(3)：

[Bi-Bj]Hj(x,y)THi(x,y)T=0---(3)]]>

將圖像恢復問題轉化為線性求解；

其中(x，y)為圖像平面坐標，下標i和j分別表示第i幀成像I_i(x，y)和第j幀成像I_j(x，y)的序號；B_i和B_j分別是由成像I_i(x，y)和I_j(x，y)構成的托普利茲toeplitz矩陣，這個托普利茲矩陣的分量為托普利茲塊block toeplitz矩陣，T表示轉置；H_i(x，y)和H_j(x，y)分別為第i和j幀圖像對應的系統點擴散函數。