[发明专利]一种成像系统中基于毛玻璃滤波的湍流噪声抑制装置及方法

说明书

本发明公开了一种成像系统中基于毛玻璃滤波的湍流噪声抑制装置及方法，该装置将毛玻璃插入光学成像系统的两个透镜之间，使光信号经过湍流和光学成像系统后，能够在图像采集系统上清晰成像，确定毛玻璃的位置；所述清晰成像是指标定板的每一个细节都能被图像采集系统识别到；该装置还包括图像增强装置，通过图像增强技术对图像采集系统获取的图像进行图像增强处理，得到抑制湍流噪声后的图像。本发明通过毛玻璃滤波和图像增强技术相结合的手段，可以有效地抑制湍流噪声。

技术领域

本发明涉及一种成像系统中基于毛玻璃滤波的湍流噪声抑制装置及方法，属于噪声抑制技术领域。

背景技术

湍流噪声是流动中的雷诺应力辐射的噪声。湍流是极常见的一种流动，起源于流动的不稳定性。流动的稳定性与雷诺数有关，当雷诺数超过某一临界值时，流体中的某一小扰动将继续增长，最后发展成为湍流。

光学成像系统是利用光波照射在待测目标上，部分光波束反射回来，经探测系统探测得到相应目标信息，重建目标图像。光学成像系统工作在大气环境下，不可避免的将遇到大气湍流问题。大气湍流效应使光波相位产生畸变，降低了光学成像系统分辨率，影响成像质量。

此外，水下成像也是当下研究的一大热门，由于其系统结构简单、成像分辨率高、探测目标直观的优点，在海洋资源勘探、生物研究、海底考古、海洋搜救等领域，都有着广泛的应用。而水下成像同样会受到湍流噪声的影响。与大气湍流不同的是，海洋湍流中的折射率起伏是由温度和盐度变化共同造成的，其折射率起伏空间功率谱具有复杂的双峰值结构。显然，自然环境中水下湍流是限制光学成像质量的一个重要因素。基于以上背景论述，可以总结出以下结论：（1）湍流噪声在自然环境中普遍存在，且无法通过某些手段来阻止湍流噪声的产生；（2）无论是大气湍流还是水下湍流，都会对光学成像系统的成像造成极大的影响，从而限制了光学成像质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成像系统中基于毛玻璃滤波的湍流噪声抑制装置及方法，通过在成像系统中插入毛玻璃，使经过湍流后该成像系统仍然能够成像，通过与常用的图像处理算法技术进行有效地结合，从而更好地达到抑制湍流噪声的效果。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种成像系统中基于毛玻璃滤波的湍流噪声抑制装置，用于光学成像系统中，所述光学成像系统与待测目标之间存在湍流；所述装置包括毛玻璃，所述毛玻璃插入所述光学成像系统的两个透镜之间；所述毛玻璃的位置为：将标定板置于所述待测目标处，使所述标定板的光信号经过湍流和插入所述毛玻璃的光学成像系统后，能够在图像采集系统上清晰成像，确定所述毛玻璃的位置；所述清晰成像是指所述标定板的每一个细节都能被所述图像采集系统识别到；

所述装置还包括图像增强装置，

所述图像增强装置用于对所述图像采集系统得到的图像进行图像增强处理，得到抑制湍流噪声后的图像。

进一步的，所述毛玻璃的目数大于600目。

进一步的，所述毛玻璃的目数为1500目。

进一步的，所述光学成像系统为4f系统。

进一步的，所述标定板选取USAF1951板。

进一步的，所述图像采集系统为CCD。

进一步的，所述湍流为大气或者水下的湍流。

进一步的，所述图像增强装置具体用于，

采用以下任意一种方式对所述图像采集系统得到的图像进行图像增强处理：

锐化滤波方式、边缘检测方式、以及先进行均值滤波再进行边缘检测的方式。

本发明还提供一种成像系统中基于毛玻璃滤波的湍流噪声抑制方法，包括：

将毛玻璃插入光学成像系统的两个透镜之间；