專利名稱：：光瞳濾波合成孔徑光學(xué)超分辨成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于高分辨光學(xué)成像
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種具有高分辨成像能力的光瞳濾波合成孔徑光學(xué)超分辨成像方法，可適用于大口徑光學(xué)成像及高分辨率光學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域等。
背景技術(shù)：
：光學(xué)合成孔徑成像技術(shù)是改善大口徑成像系統(tǒng)分辨率的有效技術(shù)手段，已用于天文光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、地面?zhèn)刹煜鄼C(jī)等天基、地基大型望遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)和空間遙感光學(xué)系統(tǒng)等成像
技術(shù)領(lǐng)域：
。隨著目前天基系統(tǒng)向著高分辨率、輕量化的方向加速發(fā)展，地基系統(tǒng)向著高分辨率、長(zhǎng)基線方向加速發(fā)展，對(duì)現(xiàn)有的合成孔徑成像技術(shù)提出了更高的要求。如圖1所示，目前國(guó)內(nèi)、外光學(xué)合成孔徑成像技術(shù)主要是通過優(yōu)選光學(xué)系統(tǒng)的"子孔徑2的口徑大小aw"、"子孔徑2的個(gè)數(shù)的個(gè)數(shù)m"、子孔徑2之間的位置長(zhǎng)度參數(shù)，及其"子孔徑2間的空間位置分布^，來改善光學(xué)系統(tǒng)的成像分辨能力。但現(xiàn)有合成孔徑成像技術(shù)，用于光學(xué)系統(tǒng)成像時(shí)，仍存在以下制約1)增加子孔徑數(shù)m可提高系統(tǒng)的成像分辨率，但其必然導(dǎo)致機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和系統(tǒng)制造成本的增加；2)增大系統(tǒng)位置長(zhǎng)度參數(shù)可提高系統(tǒng)的成像分辨率，但其使系統(tǒng)體積增大、相關(guān)技術(shù)的成本增加；3)僅通過優(yōu)化子孔徑數(shù)m、位置長(zhǎng)度參數(shù)和子孔徑大小"附來優(yōu)化系統(tǒng)傳遞函數(shù)，改善的技術(shù)途徑受限。為了改善現(xiàn)有光學(xué)合成孔徑成像技術(shù)，本發(fā)明在現(xiàn)有合成孔徑技術(shù)基礎(chǔ)上融入超分辨光瞳濾波技術(shù)，在優(yōu)化子孔徑數(shù)歷、位置長(zhǎng)度參數(shù)A、空間位置分布^和子孔徑大小&的基礎(chǔ)上，增加可優(yōu)化的參數(shù)個(gè)數(shù)，繼而增加改善光學(xué)合成孔徑系統(tǒng)成像質(zhì)量的技術(shù)途徑，使光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)綜合成像性能的改善變的更優(yōu)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服上述已有光學(xué)合成孔徑成像技術(shù)的不足，而提出了一種光瞳濾波合成孔徑光學(xué)超分辨成像方法。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的一種光瞳濾波合成孔徑光學(xué)超分辨成像方法，包括下列步驟1.將^區(qū)超分辨光瞳濾波器置于#個(gè)子孔徑系統(tǒng)組成的光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)中；2.建立具有W區(qū)圓對(duì)稱光瞳濾波器及#個(gè)子孔徑光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)合成孔徑超分辨成像系統(tǒng)的強(qiáng)度點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(iP5F義其式如下-<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中，M為子孔徑數(shù)，(JCm，w)和(xn，;;n)分別為第m個(gè)和第"個(gè)子孔徑的位置坐標(biāo)，，"為成像系統(tǒng)的像面距離，(《;7)為像面位置坐標(biāo)，/a《/7)為第w個(gè)子孔徑的振幅點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)/^F，為=^孤.,'2篇"-《>'J]}(2)其中一=^+"2，a為第瓜個(gè)子孔徑的半徑，"o-^^為第歷個(gè)子孔徑第J'區(qū)的半徑，&(》為第歷個(gè)子孔徑光瞳濾波器第J區(qū)的歸一化半徑，且。)=o、&w=i，tj為第歷個(gè)子孔徑光瞳第y區(qū)的振幅透過率，^為第仿個(gè)子孔徑光瞳第j'區(qū)的相位，Ti為一階貝塞爾函數(shù)，；i為光波波長(zhǎng)。3.建立具有^區(qū)圓對(duì)稱光瞳濾波器及#個(gè)子孔徑光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)合成孔徑超分辨成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)^7R其式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>(3)其中，(/x,/y)為頻域義、y向的頻率坐標(biāo)，M7^(,，y;)為具有;V區(qū)光瞳濾波器的子孔徑系統(tǒng)的爐F(,，y;)，為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式中/:=義^/^^為頻域的極坐標(biāo)頻率，"為成像系統(tǒng)的像面距離。4.優(yōu)化7V區(qū)超分辨光瞳濾波器的光學(xué)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，以及#個(gè)子孔徑光學(xué)系統(tǒng)的子孔徑的數(shù)量、孔徑大小和位置參數(shù)等，使光學(xué)合成孔徑超分辨成像系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)和調(diào)制傳遞函數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求，得到所設(shè)計(jì)的光學(xué)合成孔徑超分辨成像系統(tǒng)的子孔徑數(shù)、光學(xué)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)。有益效果與現(xiàn)有合成孔徑成像技術(shù)相比，本發(fā)明的光瞳濾波合成孔徑超分辨成像技術(shù)融合了"光學(xué)合成孔徑成像技術(shù)"和"超分辨光瞳濾波技術(shù)"各自的技術(shù)特點(diǎn)，將適用于小口徑光學(xué)系統(tǒng)的超分辨光瞳濾波技術(shù)有機(jī)地融于合成孔徑光學(xué)成像系統(tǒng)的子孔徑光學(xué)系統(tǒng)中，增加了成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)超分辨時(shí)的可優(yōu)化參數(shù)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的冗余性，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加靈活；且其在同等分辨率情況下，可減小子孔徑數(shù)，降低系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和制作成本，這是本發(fā)明區(qū)別現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)之一。與現(xiàn)有合成孔徑成像技術(shù)相比，光瞳濾波合成孔徑超分辨成像技術(shù)引入了不等子孔徑合成技術(shù)，在相同條件(基線分布、子孔徑位置)下系統(tǒng)分辨率改善比相同子孔徑合成技術(shù)效果更為顯著，即在等分辨率情況下，可減小子孔徑數(shù)，降低系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，這是本發(fā)明區(qū)別現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)之二。與現(xiàn)有合成孔徑成像理論相比，所建立的MTF模型將多區(qū)超分辨光瞳濾波器參數(shù)、不等子孔徑參數(shù)和系統(tǒng)多基線參數(shù)融為一體，作為改善系統(tǒng)分辨特性的可優(yōu)化參數(shù)，增加了改善光學(xué)系統(tǒng)超分辨特性參數(shù)的手段，這是本發(fā)明區(qū)別現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)之三。圖1為合成孔徑的子孔徑排列示意圖2為光瞳濾波合成孔徑的子孔徑排列示意圖3為三個(gè)子孔徑合成示意圖，其中，圖3a為不等子孔徑，圖3b為等子孔徑；圖4為三孔徑合成系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)PSF曲線；圖5為三孔徑合成系統(tǒng)傳遞函數(shù)MTF曲線；圖6為三光瞳子孔徑合成孔徑示意圖；圖7為光瞳合成孔徑超分辨成像系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)PSF曲線；圖8為光瞳合成孔徑超分辨成像系統(tǒng)傳遞函數(shù)MTF曲線；圖9為經(jīng)高斯維納濾波復(fù)原的光瞳合成孔徑超分辨成像系統(tǒng)傳遞函數(shù)MTF曲線；其中，l-N區(qū)超分辨光瞳濾波器，2-合成孔徑成像系統(tǒng)的子孔徑，3-單孔徑成像的PSF曲線，4-三個(gè)不等子孔徑合成孔徑成像的PSF曲線，5-三個(gè)等子孔徑合成孔徑成像的PSF曲線，6-單孔徑成像的MTF曲線，7-三個(gè)等子孔徑合成孔徑成像的MTF曲線，8-三個(gè)不等子孔徑合成孔徑成像的MTF曲線，9單孔徑成像的PSF曲線，IO-三個(gè)光瞳濾波子孔徑合成孔徑成像的PSF曲線，11-三個(gè)子孔徑合成孔徑成像的PSF曲線，12-單孔徑成像的MTF曲線，13-三個(gè)子孔徑合成孔徑成像的MTF曲線，14-三個(gè)光瞳濾波子孔徑合成孔徑成像的MTF曲線，15-三個(gè)光瞳濾波子孔徑合成孔徑成像的MTF曲線，16-經(jīng)高斯維納濾波復(fù)原后的三個(gè)光瞳濾波子孔徑合成孔徑成像的MTF曲線。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。以三個(gè)三區(qū)振幅型光瞳濾波子孔徑合成孔徑成像系統(tǒng)為例，說明不等子孔徑合成孔徑成像技術(shù)和弓I入超分辨光瞳濾波器的優(yōu)越性。實(shí)施例l如圖3所示，在等集光面積情況下，合成孔徑成像系統(tǒng)中的不等子孔徑和相同子孔徑的分布分別如圖3a和3b。圖中，A、B、C分別為三個(gè)子孔徑的中心位置，A點(diǎn)坐標(biāo)為(A，乃)，B點(diǎn)坐標(biāo)為0f2，乃)，C點(diǎn)坐標(biāo)為(力，乃)，夾角定義為由y軸開始順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，A、B、C在半徑為b的圓周上排列，OA、0B、0C與7軸夾角分別為^、^、^。則光瞳濾波子孔徑的瞳函數(shù)表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>其中，^為第"個(gè)子孔徑的半徑。則其振幅點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)PSF為-<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>(7)其中,=《2+"2。強(qiáng)度點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>調(diào)制傳遞函數(shù)為:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>其中，MFp(/;，/;)為子孔徑系統(tǒng)的yi/7F(/;,/;)，為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>式中/^/wV^f為頻域的極坐標(biāo)頻率，"為成像系統(tǒng)的像面距離。當(dāng)圖3中的子孔徑均勻分布在半徑為^50mrn的圓周上，圖3a)中的各子孔徑尺寸分別為a產(chǎn)27,8mm、aF30mm、a^32mm。圖2b)中的三個(gè)子孔徑均為a=30mm。則等面積單孔徑尺寸為A^51.96mm。在上述系統(tǒng)中，采用光波波長(zhǎng)為義=0.550pm，子系統(tǒng)焦距為flOOOmm，則其點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)PSF曲線和MTF曲線如圖4和圖5所示。圖4中的曲線3、4、5分別為單孔徑成像、三個(gè)不等子孔徑合成孔徑成像和三個(gè)等子孔徑合成孔徑成像的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)曲線，曲線4比曲線5具有更窄的半高寬；圖5中曲線6、7、8分別為單孔徑成像、三個(gè)等子孔徑合成孔徑成像和三個(gè)不等子孔徑合成孔徑成像的MTF曲線，曲線8比曲線7具有更高的截止頻率和更好的中高頻特性。因此，不等子孔徑組成的合成孔徑成像系統(tǒng)比等集光面積的相等子孔徑合成孔徑成像系統(tǒng)具有更高的分辨能力，與等集光面積單孔徑成像系統(tǒng)相比，分辨率改善效果更為顯著。實(shí)施例2如圖6所示，在合成孔徑成像系統(tǒng)的各子系統(tǒng)中引入具有橫向超分辨能力為(7=75%的振幅光瞳濾波器，其結(jié)構(gòu)參數(shù)為透過率t、歸一化半徑比f;子孔徑系統(tǒng)參數(shù)同圖2b所示孔徑參數(shù)。該成像系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)PSF和MTF曲線如圖7和圖8所示。圖7中曲線9、10、ll分別為單孔徑成像、三個(gè)光瞳濾波子孔徑合成孔徑成像和三個(gè)子孔徑合成孔徑成像的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)曲線，曲線11比曲線10的半高寬稍窄；圖8中曲線12、13、14分別為單孔徑成像、三個(gè)子孔徑合成孔徑成像和三個(gè)光瞳濾波子孔徑合成孔徑成像的MTF曲線，曲線14比曲線13的低頻特性差，但高頻特性比較和緩，因此需進(jìn)一步采用圖像復(fù)原技術(shù)改善MTF響應(yīng)特性，使其與曲線13相比具有更好的中高頻特性。圖9中曲線15、16為釆用高斯維納濾波方法復(fù)原前后的三個(gè)光瞳濾波子孔徑合成孔徑成像的MTF曲線，復(fù)原后的MTF曲線16比復(fù)原前MTF曲線15具有更好的中、高頻響應(yīng)特性。由理論仿真可得采用不等子孔徑光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)和光瞳濾波合成孔徑超分辨成像系統(tǒng)均可進(jìn)一步改善合成孔徑成像系統(tǒng)的成像分辨率。以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式和仿真效果作了說明，但這些說明不能被理解為限制了本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由隨附的權(quán)利要求書限定，任何在本發(fā)明權(quán)利要求基礎(chǔ)上進(jìn)行的改動(dòng)都是本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1.一種光瞳濾波合成孔徑光學(xué)超分辨成像方法，其特征在于包括下列步驟步驟一、將N區(qū)超分辨光瞳濾波器置于M個(gè)子孔徑系統(tǒng)組成的光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)中；步驟二、建立具有N區(qū)圓對(duì)稱光瞳濾波器及M個(gè)子孔徑光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)合成孔徑超分辨成像系統(tǒng)的強(qiáng)度點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)IPSF，其式如下<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>IPSF</mi><mrow><mo>(</mo><mi>ξ</mi><mo>,</mo><mi>η</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><mrow><mo>|</mo><mi>h</mi><mrow><mo>(</mo><mi>ξ</mi><mo>,</mo><mi>η</mi><mo>)</mo></mrow><mo>|</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow>]]></math></maths><mathsid="math0002"num="0002"><math><![CDATA[<mrow><mo>=</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>m</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>M</mi></munderover><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>M</mi></munderover><mo>[</mo><msub><mi>h</mi><mi>m</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>ξ</mi><mo>,</mo><mi>η</mi><mo>)</mo></mrow><mtext>·</mtext><msubsup><mi>h</mi><mi>n</mi><mo>*</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><mi>ξ</mi><mo>,</mo><mi>η</mi><mo>)</mo></mrow><mo>·</mo><msup><mi>e</mi><mrow><mo>-</mo><mi>i</mi><mn>2</mn><mi>π</mi><mo>[</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>x</mi><mi>m</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>x</mi><mi>n</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mi>ξ</mi><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>y</mi><mi>m</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>y</mi><mi>n</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mi>η</mi><mo>]</mo><mo>/</mo><mi>λd</mi></mrow></msup><mo>]</mo></mrow>]]></math></maths>式中，M為子孔徑數(shù)，(xm，ym)和(xn，yn)分別為第m個(gè)和第n個(gè)子孔徑的位置坐標(biāo)，(ξ，η)為像面位置坐標(biāo)，d為成像系統(tǒng)的像面距離，hm(ξ，η)為第m個(gè)子孔徑的振幅點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，為其中r2＝ξ2+η2，am為第m個(gè)子孔徑的半徑，am(j)＝εm(j)am為第m個(gè)子孔徑第j區(qū)的半徑，εm(j)為第m個(gè)子孔徑光瞳濾波器第j區(qū)的歸一化半徑，且εm(0)＝0、εm(N)＝1，tj為第m個(gè)子孔徑光瞳第j區(qū)的振幅透過率，id="icf0004"file="A2008101156000002C4.tif"wi="4"he="3"top="165"left="164"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>為第m個(gè)子孔徑光瞳第j區(qū)的相位，j1為一階貝塞爾函數(shù)，λ為光波波長(zhǎng)；步驟三、建立具有N區(qū)圓對(duì)稱光瞳濾波器及M個(gè)子孔徑光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)合成孔徑超分辨成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)MTF，其式如下<mathsid="math0003"num="0003"><math><![CDATA[<mrow><mi>MTF</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>f</mi><mi>x</mi></msub><mo>,</mo><msub><mi>f</mi><mi>y</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mo>|</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>m</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>M</mi></munderover><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>M</mi></munderover><msub><mi>MTF</mi><mi>p</mi></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>f</mi><mi>x</mi></msub><mo>-</mo><mfrac><mrow><msub><mi>x</mi><mi>m</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>x</mi><mi>n</mi></msub></mrow><mi>λd</mi></mfrac><mo>,</mo><msub><mi>f</mi><mi>y</mi></msub><mo>-</mo><mfrac><mrow><msub><mi>y</mi><mi>m</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>y</mi><mi>n</mi></msub></mrow><mi>λd</mi></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>|</mo></mrow>]]></math></maths>其中，(fx，F(xiàn)y)為頻域x、y向的頻率坐標(biāo)，MTFp(fx，fy)為具有N區(qū)光瞳濾波器的子孔徑系統(tǒng)的MTF(fx，fy)，為MTFd(m(j)，n(k))(fx，fy)為兩不等孔徑圓的互相關(guān)函數(shù)，為<mathsid="math0004"num="0004"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>MTF</mi><mrow><mi>d</mi><mrow><mo>(</mo><mi>m</mi><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mi>n</mi><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><mo>=</mo><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><mi>π</mi><mo>·</mo><mi>min</mi><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>a</mi><mrow><mi>m</mi><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>,</mo><msubsup><mi>a</mi><mrow><mi>n</mi><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>)</mo></mrow></mtd><mtd><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>≤</mo><msub><mi>f</mi><mi>r</mi></msub><mo>≤</mo><msub><mrow><mo>|</mo><mi>a</mi></mrow><mrow><mi>m</mi><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><mo>-</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mi>n</mi><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><mo>|</mo><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><msubsup><mi>a</mi><mrow><mi>n</mi><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>[</mo><msup><mi>arccos</mi><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msup><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msubsup><mi>a</mi><mrow><mi>n</mi><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>f</mi><mi>r</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>a</mi><mrow><mi>m</mi><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mrow><mn>2</mn><msub><mi>a</mi><mrow><mi>n</mi><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><msub><mi>f</mi><mi>r</mi></msub></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mfrac><mrow><msubsup><mi>a</mi><mrow><mi>n</mi><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>f</mi><mi>r</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>a</mi><mrow><mi>m</mi><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mrow><mn>2</mn><msub><mi>a</mi><mrow><mi>n</mi><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><msub><mi>f</mi><mi>r</mi></msub></mrow></mfrac><mo>·</mo><msqrt><mn>1</mn><mo>-</mo><msup><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msubsup><mi>a</mi><mrow><mi>n</mi><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>f</mi><mi>r</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>a</mi><mrow><mi>m</mi><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mrow><mn>2</mn><msub><mi>a</mi><mrow><mi>n</mi><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><msub><mi>f</mi><mi>r</mi></msub></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></msqrt></mtd><mtd></mtd></mtr><mtr><mtd><mo>+</mo><msubsup><mi>a</mi><mrow><mi>m</mi><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>[</mo><msup><mi>arccos</mi><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msup><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msubsup><mi>a</mi><mrow><mi>m</mi><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>f</mi><mi>r</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>a</mi><mrow><mi>n</mi><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mrow><mn>2</mn><msub><mi>a</mi><mrow><mi>m</mi><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><msub><mi>f</mi><mi>r</mi></msub></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mfrac><mrow><msubsup><mi>a</mi><mrow><mi>m</mi><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>f</mi><mi>r</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>a</mi><mrow><mi>n</mi><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mrow><mn>2</mn><msub><mi>a</mi><mrow><mi>m</mi><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><msub><mi>f</mi><mi>r</mi></msub></mrow></mfrac><mo>·</mo><msqrt><mn>1</mn><mo>-</mo><msup><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msubsup><mi>a</mi><mrow><mi>m</mi><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>f</mi><mi>r</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>a</mi><mrow><mi>n</mi><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mrow><mn>2</mn><msub><mi>a</mi><mrow><mi>m</mi><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><msub><mi>f</mi><mi>r</mi></msub></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></msqrt></mtd><mtd></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mfencedopen=''close=''><mtable><mtr><mtd><mrow><mo>(</mo><mo>|</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mi>m</mi><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><mo>-</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mi>n</mi><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><mo>|</mo><mo><</mo><msub><mi>f</mi><mi>r</mi></msub><mo><</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mi>m</mi><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mi>n</mi><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mo>(</mo><msub><mi>f</mi><mi>r</mi></msub><mo>≥</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mi>m</mi><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mi>n</mi><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math></maths>式中<mathsid="math0005"num="0005"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>f</mi><mi>r</mi></msub><mo>=</mo><mi>λd</mi><msqrt><msubsup><mi>f</mi><mi>x</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>f</mi><mi>y</mi><mn>2</mn></msubsup></msqrt></mrow>]]></math>id="icf0009"file="A2008101156000003C2.tif"wi="31"he="7"top="84"left="42"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>為頻域的極坐標(biāo)頻率，d為成像系統(tǒng)的像面距離；步驟四、優(yōu)化N區(qū)超分辨光瞳濾波器的光學(xué)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，以及M個(gè)子孔徑光學(xué)系統(tǒng)的子孔徑的數(shù)量、口徑大小和位置參數(shù)，使光學(xué)合成孔徑超分辨成像系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)IPSF和調(diào)制傳遞函數(shù)MTF滿足設(shè)計(jì)要求，得到所設(shè)計(jì)的光學(xué)合成孔徑超分辨成像系統(tǒng)的子孔徑數(shù)、光學(xué)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)。全文摘要本發(fā)明屬于高分辨光學(xué)成像
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及光瞳濾波合成孔徑光學(xué)超分辨成像方法。該方法采用光瞳濾波技術(shù)和合成孔徑光學(xué)成像技術(shù)，對(duì)被測(cè)物品進(jìn)行成像檢測(cè)，其通過合成孔徑成像技術(shù)增大成像系統(tǒng)的視場(chǎng)、實(shí)現(xiàn)大口徑或大工作距測(cè)量，通過超分辨光瞳濾波器提高子孔徑成像系統(tǒng)的分辨率，最終實(shí)現(xiàn)大口徑光學(xué)系統(tǒng)的超分辨成像檢測(cè)。該方法可改善等效全口徑成像系統(tǒng)的分辨力，減少光學(xué)系統(tǒng)子孔徑的個(gè)數(shù)和子孔徑間的間距，從而減小系統(tǒng)的體積、降低其復(fù)雜性。該方法可用于高分辨力、大視場(chǎng)角、大工作距和大口徑光學(xué)成像場(chǎng)合，特別適用于空間遙感、對(duì)地觀測(cè)、大工作距顯微成像等
技術(shù)領(lǐng)域：
。文檔編號(hào)G02B27/58GK101315466SQ200810115600公開日2008年12月3日申請(qǐng)日期2008年6月25日優(yōu)先權(quán)日2008年6月25日發(fā)明者周桃庚,沙定國(guó),趙維謙,邱麗榮申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)