大景深大視場波前編碼成像系統(tǒng)理論研究、設計及實現(xiàn).pdf

1、波前編碼解碼系統(tǒng)，一種光學編碼和數字解碼兩步成像系統(tǒng)，可以獲得傳統(tǒng)光學成像系統(tǒng)無法達到的超大景深。首先，物體通過三次相位掩模調制的光學系統(tǒng)在像面上成中間模糊像，且保證大景深范圍內所成的像的模糊程度一致；然后，利用中間像模糊程度一致的特點，利用頻域或空間域等各種算法對它們進行圖像恢復，從而得到最終清晰像。這項技術無論是在軍事還是在民用的光學成像系統(tǒng)上都具有非常廣闊的應用前景。
　　 首先，本文首次從傅立葉光學的角度分析傾斜入射對光

2、瞳的影響：對點擴散函數(PSF)來說，大視場會造成邊擴展效應和扭曲效應；對于調制傳遞函數(MTF)來說，大視場會直接造成數值的降低。因此，視場效應對最終的解碼圖像會產生不利影響。
　　 其次，本文首次提出了基于主流光學軟件的波前編碼光學系統(tǒng)的設計思路，首次提出利用控制光瞳面的主光線最大入射角來抑制視場效應。通過兩個設計實例，不但印證了理論推導得到的視場效應；而且證明了視場效應的抑制手段在實際的光學系統(tǒng)設計中取得了明顯的效果。

3、r>　　 第三，本文首次提出了基于MTF的TSVD圖像恢復算法和基于反鏡像邊界條件和直積分解的雙共軛梯度平方穩(wěn)定的圖像恢復算法。前者是直接法，適用于需要實時顯示的場合；后者是迭代算法，速度雖慢卻效果很好。兩種算法都較傳統(tǒng)的算法大大減小了計算量，取得了更好的恢復效果。尤其是后者，在保留了更多圖像細節(jié)的前提下，有效地抑制了圖像邊緣和物體邊界的振鈴效應。
　　 然后，我們給出了波前編碼解碼系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn)方案。硬件上，本文從光學