本發(fā)明涉及光子集成干涉成像，尤其涉及一種基于非均勻傅里葉變換的稀疏圖像重構(gòu)方法。

背景技術(shù)：

1、在天文觀測及遙感成像領(lǐng)域，為了提高光學(xué)系統(tǒng)的成像分辨率，通常選擇增大光學(xué)系統(tǒng)的口徑，但是隨著光學(xué)系統(tǒng)的口徑的增加，其制造成本成指數(shù)倍上升。光子集成干涉成像系統(tǒng)為替代傳統(tǒng)大口徑光學(xué)系統(tǒng)提供了新的技術(shù)途徑，其中采用光子集成芯片（pic）實現(xiàn)干涉陣列的光束合成，可顯著提升系統(tǒng)的實時性、靈敏度和擴(kuò)展性等多方面能力，并有效增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，且加工制造簡單，工藝穩(wěn)定，有效的降低了制造成本。但不同于傳統(tǒng)笛卡爾坐標(biāo)系下的成像模式，目前，光子集成干涉成像系統(tǒng)中的頻率采樣方式為極坐標(biāo)采樣，導(dǎo)致光子集成干涉成像系統(tǒng)的采樣方式為離散采樣，且采樣頻率為非整數(shù)采樣，而傳統(tǒng)的離散傅里葉變換方法容易造成大量的頻率缺失，且離散傅里葉變換方法具有較大局限性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為解決光子集成干涉成像系統(tǒng)中的頻率采樣方式為極坐標(biāo)采樣，而傳統(tǒng)的離散傅里葉變換方法容易造成大量的頻率缺失，且離散傅里葉變換方法具有較大局限性等的缺點，提供一種基于非均勻傅里葉變換的稀疏圖像重構(gòu)方法，能夠有效應(yīng)對稀疏采樣以及極坐標(biāo)下非均勻采樣帶來的問題。

2、本發(fā)明提供的基于非均勻傅里葉變換的稀疏圖像重構(gòu)方法，利用光子集成干涉成像系統(tǒng)實現(xiàn)，具體包括如下步驟：

3、s1：根據(jù)光子集成干涉成像系統(tǒng)的基線配置及基線配對方式，通過下式計算光子集成干涉成像系統(tǒng)的頻率采樣點坐標(biāo)：

4、（1）；

5、其中，bp為第p組配對基線，為光子集成干涉成像系統(tǒng)的第j個成像波長，z為光子集成干涉成像系統(tǒng)的成像距離，為光子集成干涉成像系統(tǒng)的頻率采樣點，且頻率采樣點共有n組，( x, y)為空間坐標(biāo)；

6、s2：結(jié)合式（1），通過下式計算重構(gòu)圖像的尺寸m：

7、（2）；

8、（3）；

9、（4）；

10、（5）；

11、其中，r為對數(shù)字向上取整，為光子集成干涉成像系統(tǒng)最大頻率與基頻的比值，為光子集成干涉成像系統(tǒng)的最大頻率，為光子集成干涉成像系統(tǒng)的基頻，bmin為最短配對基線，bmax為最長配對基線，為光子集成干涉成像系統(tǒng)的最小成像波長，為光子集成干涉成像系統(tǒng)的最大成像波長；

12、s3：根據(jù)光子集成干涉成像系統(tǒng)的頻率采樣點坐標(biāo)，構(gòu)建用于計算重構(gòu)圖像的非均勻傅里葉變換矩陣f：

13、（6）；

14、s4：根據(jù)非均勻傅里葉變換矩陣，通過下式計算重構(gòu)圖像i：

15、（7）；

16、（8）；

17、（9）；

18、其中，為光子集成干涉成像系統(tǒng)的成像目標(biāo)的頻率采樣點的復(fù)可見度分布，為第n組頻率采樣點的復(fù)可見度，為第n頻率采樣點復(fù)可見度的相位，為第n組頻率采樣點的復(fù)可見度的模值；

19、s5：根據(jù)重構(gòu)圖像的尺寸將重構(gòu)圖像從一維列矩陣重新排列至二維列矩陣，獲得最終的重構(gòu)圖像。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠取得如下有益效果：

21、本發(fā)明提出的基于非均勻傅里葉變換的稀疏圖像重構(gòu)方法，能夠?qū)庾蛹筛缮娉上裣到y(tǒng)的采樣頻率進(jìn)行準(zhǔn)確描述，避免出現(xiàn)傳統(tǒng)離散采樣下的頻率冗余以及頻率近似誤差的問題，有效提高圖像重構(gòu)的質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.一種基于非均勻傅里葉變換的稀疏圖像重構(gòu)方法，利用光子集成干涉成像系統(tǒng)實現(xiàn)，其特征在于，具體包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及光子集成干涉成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于非均勻傅里葉變換的稀疏圖像重構(gòu)方法。包括：S1：根據(jù)光子集成干涉成像系統(tǒng)的基線配置及基線配對方式，計算光子集成干涉成像系統(tǒng)的頻率采樣點坐標(biāo)：S2：計算重構(gòu)圖像的尺寸；S3：構(gòu)建用于計算重構(gòu)圖像的非均勻傅里葉變換矩陣；S4：根據(jù)非均勻傅里葉變換矩陣計算重構(gòu)圖像；S5：根據(jù)重構(gòu)圖像的尺寸將重構(gòu)圖像從一維列矩陣重新排列至二維列矩陣，獲得最終的重構(gòu)圖像。本發(fā)明能夠?qū)庾蛹筛缮娉上裣到y(tǒng)的采樣頻率進(jìn)行準(zhǔn)確描述，有效提高圖像重構(gòu)的質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：朱友強(qiáng),王鹍,劉欣悅,楊晨
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19