[發明專利]一種高分辨率大視場空間光學遙感器的設計方法

有效

• 申請號: 202110321731.6
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113219650B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 徐婧;蘇云;俞越;焦建超;呂紅;韓瀟;王超;葛婧菁;張牧堯;邵曉鵬;席特立;魏士杰
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G06T5/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

1.一種高分辨率大視場空間光學遙感器的設計方法，其特征在于包括以下步驟：

1）以各視場點擴散函數一致性為優化目標設計光學系統，

2）利用設計的光學系統對目標進行成像，得到各視場均勻模糊的中間圖像；

3）對各視場均勻模糊的中間圖像進行圖像復原，得到高像質的清晰圖像；

所述步驟1）中設計光學系統的具體設計方法為：首先按照常規光學設計方法以像質最優為優化目標設計具有實出瞳的光學系統，在設計好的光學系統中，在光學系統的出瞳面位置添加自由曲面，將自由曲面的澤尼克系數設置為優化變量，以衍射圈入能量優化操作數控制點擴散函數形狀，以高斯函數作為優化的點擴散函數形狀，通過優化各個視場像面x方向能量分布、y方向能量分布和衍射圈入能量，來達到控制光學系統點擴散函數形狀的目的；將各視場的衍射圈入能量優化操作數設置為同一優化數值，保證各視場的點擴散函數的一致性，進行優化得到設計好的光學系統；

所述步驟2）中，若光學系統已經加工投產完畢，則用系統直接拍攝采集圖像，若系統處于仿真驗證階段，可以采用光學設計軟件進行系統圖像仿真，或采用各視場分塊卷積拼接生成各視場均勻模糊的仿真中間圖像；

所述步驟3）中圖像復原方法，具體采用分塊解卷積或采用網絡學習的方法；

當采用分塊解卷積時，根據光學系統設計的各視場點擴散函數形狀的差異，選擇分塊區域大小，保證在同一區域點擴散函數差異在允許范圍內，若全視場內點擴散函數差異都很小，則對整幅圖像采用同一點擴散函數進行復原；

當采用網絡學習的方式時，采用經過光學系統得到的各視場均勻的模糊圖像，和清晰圖像作為網絡的訓練樣本對，在訓練過程中，對得到的各視場均勻的模糊圖像加入不同的噪聲作為訓練樣本。