[发明专利]一种气动光学效应中模糊图像的复原装置

说明书

本发明提供了一种气动光学效应中模糊图像的复原装置，包括：波前传感器，用于获取探测目标的反射光波经过气动光学效应之后产生的畸变波前，提取畸变波前中的光学特征参数；其中，光学特征参数至少包括：空间信息和/或时间信息；图像采集装置，用于采集探测目标的图像数据，对其成像处理得到探测目标的原始图像；处理器，用于根据光学特征参数和探测目标的原始图像进行反卷积处理，得到探测目标的复原图像，其通过处理器进行波前传感器提取的光学特征参数和图像采集装置处理得到的探测目标的原始图像的反卷积运算，能够实时高效地对气动光学效应所导致的图像模糊现象校正复原，提高航拍成像系统的分辨力且上述装置小型化、成本较低而适用性较强。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种气动光学效应中模糊图像的复原装置。

背景技术

在我国各领域信息化建设均飞速发展的形势下，数字城市、数字国土、数字林业、数字环保、数字公安、数字能源等数字化建设进程明显加快，并已经取得一定的成果。根据需要，及时的修编和更新地图，建立定期更新的地理数据库，动态监测土地利用变化情况，以及衍生最新时相的各类专题图都是需要迫切解决的问题。目前制约这类动态监测的首要因素是能否具备实用化的，高分辨率，连续稳定并能快速接收使用的监测数据源。

航拍影像具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点，特别适合对陈旧的地理资料进行更新，从而能够满足人们对监测数据源的需要。该航拍影像是指在空中飞行的飞行器以不同的高度、角度、方位对实景实物进行摄影，摄像所得到的图像。然而，由于飞行器的飞行速度快，在经历长时间的高速飞行后其头罩温度会升高，因此，在长时间的航拍过程中会随有强烈的气动光学效应，降低了航拍成像系统的分辨力。

气动光学效应则是指飞行器在稠密大气层内高速飞行时，气流对飞行器产生的气动加热在飞行器头部周围产生高温，飞行器头部激波与表面、气流与外部气流之间形成强湍流边界层，当目标的光束通过湍流流场时，由于混合层气体密度梯度的变化，光学系统将接收到模糊和抖动的目标图像，如图1所示。气动光学效应的存在无疑将大大影响航拍成像系统的分辨力。因此定量地高速测量计算气动光学效应的影响，并采取有效的方法补偿、校正这种影响，成为航拍技术研制的关键问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气动光学效应中模糊图像的复原装置，以减小或去除在航拍图像获取过程中发生的图像质量下降，通过提高图像的清晰度使得图像细节信息更加突出，以恢复退化模糊图像的本来面目，提高航拍成像系统的分辨力。

本发明采用的技术方案为：

第一方面，本发明实施例提供了一种气动光学效应中模糊图像的复原装置，该装置具体包括：波前传感器、图像采集装置和处理器；

所述波前传感器，用于获取所述探测目标的反射光波经过气动光学效应之后产生的畸变波前，提取所述畸变波前中的光学特征参数；其中，所述光学特征参数至少包括：空间信息和/或时间信息；

所述图像采集装置，用于采集所述探测目标的图像数据，对所述图像数据进行成像处理，得到所述探测目标的原始图像；

所述处理器，用于根据所述光学特征参数和所述探测目标的原始图像进行反卷积处理，得到所述探测目标的复原图像。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述装置还包括分光镜；

所述分光镜，用于接收所述探测目标的反射光波经过气动光学效应之后产生的畸变波前，根据光谱特性将所述畸变波前分离为第一光波和第二光波；其中，所述第一光波和所述第二光波的光谱特性不同，且均携带有所述探测目标的图像数据。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述波前传感器，还用于接收所述分光镜分离出的所述第一光波，提取所述第一光波中的光学特征参数。