[发明专利]一种可减弱大气湍流影响的成像方法及装置

权利要求书

1.一种可减弱大气湍流影响的成像方法，其特征在于步骤包括：

1)采集成像目标的四维光场分布I(u,v,x,y)、受大气湍流影响的退化图像g(x,y)；

2)利用成像目标的四维光场分布I(u,v,x,y)解算大气湍流导致的全视场各视角方向相位波前畸变

3)根据大气湍流导致的全视场各视角方向相位波前畸变估计成像系统的相干成像点扩散函数h(x_i,y_i)，利用估计得到的相干成像点扩散函数h(x_i,y_i)求解成像系统的系统成像点扩散函数h_I(x,y)；

4)根据退化图像g(x,y)的傅里叶变换G(f_x,f_y)、系统成像点扩散函数h_I(x,y)的傅里叶变换H_I(f_x,f_y)在频域对退化图像g(x,y)进行解卷积运算，求解得到成像目标理想成像的傅里叶变换I(f_x,f_y)，然后将成像目标理想成像的傅里叶变换I(f_x,f_y)进行傅里叶逆变换，得到成像目标接近于衍射极限的理想成像i(x,y)。

2.根据权利要求1所述的可减弱大气湍流影响的成像方法，其特征在于，所述步骤2)的详细步骤包括：

2.1)针对成像目标的四维光场分布I(u,v,x,y)进行积分运算，得到位于主望远镜焦面上的原始参考图像L(u,v)；

2.2)在所述原始参考图像L(u,v)上选择若干关心的视角，选择一个视角作为当前视角θ_i，跳转执行步骤2.3)；

2.3)以当前视角θ_i的中心位置(u_i,v_i)为中心，设置窗口u∈(u_i-M,u_i+M),v∈(v_i-N,v_i+N)对成像目标的四维光场分布I(u,v,x,y)和原始参考图像L(u,v)进行裁减，得到当前视角(u_i,v_i)的光场四维矩阵数据和基准参考图像L_θi(u,v)，其中整数M为窗口的最大长度、整数N为窗口的最大宽度，u表示设置窗口的长度，v表示设置窗口的宽度；

2.4)对窗口数据进行重组，固定坐标(x,y)，得到子光瞳对成像目标的一幅子图像I_xy(u,v)，重复获取各子光瞳对成像目标的一幅子图像I_xy(u,v)，生成成像目标在当前视角θ_i的中心位置(u_i,v_i)上的成像阵列；

2.5)针对每一幅子图像I_xy(u,v)，将当前视角θ_i的中心位置(u_i,v_i)的光场四维矩阵数据获取各个视角上x和y方向上的波前斜率信息，最终得到由各个子图像I_xy(u,v)的x和y两个方向上的波前斜率信息构成的两组波前斜率矩阵S_x和S_y；

2.6)判断是否所有视角均已经处理完毕，如果已经处理完毕，则跳转执行步骤2.7)；否则选择下一个视角作为当前视角θ_i，跳转执行步骤2.3)；

2.7)得到所有视角上的两组波前斜率矩阵S_x和S_y，结合现阶段较为成熟的将波前复原算法将两组波前斜率矩阵S_x和S_y代入波前复原算法，复原出全视场不同视角上的相位畸变的分布

3.根据权利要求2所述的可减弱大气湍流影响的成像方法，其特征在于，所述步骤2.1)中进行积分运算的函数表达式如式(1)所示；

L(u,v)＝∫∫I(u,v,x,y)dxdy (1)

式(1)中，L(u,v)为原始参考图像，I(u,v,x,y)为成像目标的四维光场分布。