[其他]部分相干增強衛星圖象的設備

無效

• 申請號: 85102652
• 申請日: 1985-04-12
• 公開（公告）號: CN1003191B
• 公開（公告）日: 1989-02-01
• 發明（設計）人: 胡國華;楊治貴;吳孝欽;劉臣武
• 申請（專利權）人: 航天工業部第二研究院二零七所;福州照相機廠
• 主分類號: G02B27/46
• 分類號: G02B27/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是一種現代光學圖象處理設備。對衛星圖象的處理通常以計算機或多種普通光學方法進行，以付立葉光學變換處理圖象的一般原理被廣泛研究，但并未有效地用到實際工程中。在本發明提出之前，對記錄在照相乳膠上的圖象，在非相干照明下只考慮利用光強透過率分布，在相干照明情況下只考慮利用振幅透過率分布，對光透過膠片后的位相分布視為噪聲，并力圖用“液體門”等裝置加以消除。

本發明者首先在1984年10月12日在第35屆國際宇航會議上報告，提出在相干付立葉光學系統中，除了利用乳膠的透過率分布外，還可利用相位分布來增強圖象。特別是對空間頻率較高的衛星圖象，具有較好的增強效果。但由于系統相干性太強，系統中的灰塵及光學元件的微小缺陷均將嚴重干擾輸出圖象，給實際應用于圖象處理帶來了困難。并由此也影響了比較成熟的付立葉光學空間濾波等處理方法對圖象處理的實際應用。此外，組成對圖象彩色增強的系統，需要多個單色激光器或白光激光器，成本太高。

本發明的任務是以部分相干光實現對衛星圖象的低噪聲干涉增強，空間濾波和假彩色增強等處理，建立具有相應能力的部分相干光學圖象處理設備。

本發明的任務是以如下方式實現的：

以超高壓球形汞燈為白光點光源，一組將發光點成象的聚光鏡，一個消色差的白光準直鏡和一個起付立葉變換作用的白光成象鏡，組成可對圖象直接放大、空間濾波、按頻率和按密度的假彩色顯示的白光付立葉光學系統。在光源象點處用一小孔光欄控制系統的空間相干性，插入系統中的濾色片控制系統的時間相干性。輸入圖象面上每一點附近的小區域內的光總是相干的，與輸入圖象有點點對應關系的輸出象面上，每一點附近的小區域內的光也是相干的，每一個相鄰區域的光相干，整個圖象面上就具有相干的效果。

由于輸入圖象為照相乳膠透明片，其上記錄的信息由地面光輻射量決定的銀粒密度分布以及隨銀粒密度分布著的乳膠層的厚度分布所反映，前者引起透過光的振幅分布，后者引起透過光的位相分布。圖片上相鄰區域內照明光是相干的，透過圖片這個區域后的光和經透鏡成至輸出象面上的與這個區域相應的區域內的光也是相干的。光振幅分布伴隨著的乳膠厚度引起的位相分布可能取0-∏之間的值，若乳膠折射率n＝1.5，空氣折射率n。＝1，光波長λ＝0.5μm，乳膠厚度差為r的兩點，當（n-n_o）r＝λ/2，即r＝0.5μm，位相差即為π，因而相鄰區域光相遇后總振幅將隨位相差不同而加強或減弱，將使輸出圖象細節邊緣清晰、反差擴展。這就是相干增強作用。由于發光點有適當大小及多色性，將使得系統中圖象平面以外的細小缺陷、灰塵在輸出象面不能成清晰干擾象，因而輸出象的噪聲比完全相干系統低。由于系統具有付立葉光學原理，因而可進行空間濾波處理，以及應用付立葉光學原理的假彩色密度顯示等處理，只是它只能在與光源光欄孔直徑有關的精度上進行。

當加置不同濾色片形成不同顏色的照明光時，給以不同空間濾波方式，則可將單張圖象在輸出象面的彩色照相紙上合成按頻率特征增強的假彩色圖象。

經部分相干增強處理后的圖象，再用常規光學方法，如放大、多波段彩色合成，彩色密度分割等處理，均比用原圖象直接處理獲得更好的效果。

由上述方法建立的“部分相干光學圖象處理設備”主要部分由圖1所示，下面結合附圖1加以說明。

100W超高壓球形汞燈（1）（發光點直徑約0.3mm），發出的光經聚光鏡組（2）成象至直徑為b的小孔光欄（3）后，出射穿過曝光快門（4）、濾色片（5），由相對孔徑1∶4、焦距f1＝340mm的白光準直鏡（6）準直為平行光（其平行程度決定于光欄直徑，并將決定圖象的相干區域直徑），然后垂直入射照明放在5維可調圖象夾（8）上的衛星圖象（照相乳膠透明片）（7），相對孔徑1∶3.5、焦距為f₂＝310mm起付立葉變換作用的白光成象鏡（9），將圖象成象至具有5維可調機構（13）的輸出象屏（12）上。在白光成象鏡的后焦平面上通過三維可調的濾波調節架（10）可放置空間濾波器（11）;通過改變圖象屏（12）的位置可改變輸出圖象的放大倍數，而成象鏡調節機構（14）可對輸出象調焦。除圖象屏外的各部件分成四組，由四個基座放在一條導軌（15）上，其相對位置也是可調整的。