1 中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西 西安 710119
2 中国科学院大学,北京 100049
针对数字化装备构建需求,以天基数字成像系统为研究对象,提出成像链路数理模型构建方法。建立相机、目标光学观测可见性模型和目标几何与光学特性模型,并通过路径追踪全局光照算法及光线重要性采样方法构建成像辐射传输模型,经过光电能量转换及成像调制模型输出空间目标数字成像结果。基于成像平台和空间目标的轨道参数,对比 Satellite tool kit (STK) 二体轨道模型15 d内的可见性仿真结果,验证了提出的可见性模型的正确性。在时间间隔3 s,距离70~200 km的条件下,对姿态对地定向目标进行成像仿真,结果表明,该成像链路数理模型可以有效生成在满足轨道监测条件下的目标序列图像,同时文中模型对天基装备数字系统建设也具有一定参考价值。
天基成像 数理模型 全局光照 空间目标 space-based imaging mathematical model global illumination space target 红外与激光工程
2023, 52(12): 20230351
1 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
遥感面阵凝视成像系统可以得到同一场景的多幅图像, 研究者常利用这一特点进行多幅图像超分辨重建, 以提高遥感图像空间分辨率。但是这类研究往往将超分辨过程独立出来, 很少结合成像系统的几何参数优化超分辨重建模型。因此, 对成像姿态影响图像不同方向上分辨率的问题进行了分析, 提出了基于姿态角的各向异性模糊估计, 使退化模型更加准确。同时, 为了进一步精确面阵凝视成像系统超分辨重建中的匹配参数估计, 提高由系统引起的全局初始匹配误差的包容性, 基于最大后验法提出并行优化超分辨率图像和匹配参数的方法。算法充分利用成像过程信息并实时优化匹配参数, 实验结果证明与现有方法相比, 不仅可以得到细节信息更丰富, 更易于人眼观察的遥感图像, 并且均方误差降低0.3倍左右, 信息熵平均提高1.2。
超分辨率重建 多幅图像处理 遥感成像 super-resolution reconstruction multi-frame image processing remote sensing imaging 红外与激光工程
2019, 48(1): 0126002
中国科学院西安光学精密机械研究所, 西安 710119
以三次相位板为例, 基于菲涅尔积分法建立了相位板横向偏移量与成像系统离焦量之间的函数关系.由于解码图像中伪影现象的产生是由编码点扩散函数和解码点扩散函数的不一致引起的, 可将伪影现象作为成像系统离焦量的评判标准.结合相位板横向偏移量与离焦量的关系和产生伪影现象的物理内涵, 提出了大景深成像系统中物体离焦量的测定方法.该方法可同时获取目标的离焦像差图和大景深、无伪影的解码图像, 并对所提出的方法进行了实验验证.此外, 本文所提出的方法同样适用于其他奇对称型相位板, 这进一步拓展了奇对称型相位板景深延拓成像系统在实际应用中的范围.
相位板 景深延拓 点扩散函数 伪影 离焦量 Phase mask Extended depth-of-field Point spread function Artifacts Defocus 光子学报
2018, 47(10): 1011003
中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710119
为改善弹道导弹再入段地面红外探测效果,考虑导弹再入过程中气动加热、红外辐射的大气衰减以及背景辐射等因素,建立起弹道导弹再入段地面红外探测仿真分析模型,并估算分析了探测系统在不同状况下信噪比.分析结果表明:优选工作波段、增加系统口径及曝光时间、改善光学设计、选择晴朗无云天气观测等均有利于改进地面红外观测效果.
探测 红外辐射 弹道导弹 再入段 Detection Infrared radiation Ballistic missile Re-entry
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西 西安 710119
2 西安高新技术产业开发区数字园区发展中心,陕西 西安 710065
介绍用于室内检测多波段光电设备光轴一致性的测试系统。该系统采用准直平行光管为测试系统提供无穷远目标。为满足全波段测试,光束无中心遮拦,系统选用离轴抛物面全反射光学系统。采用多光谱分光镜为激光光斑提供瞄准基准,带温控热十字丝的高斯目镜为红外和可见光波段提供瞄准基准,实现了光电设备之间可见与红外、可见与激光、激光与红外光轴的一致性测试。系统具有测试精度高、测试结果可靠等特点。根据初步估算,可见与红外、可见与激光、红外与激光之间的光轴一致性测试精度分别达到了4.01″,1.08″和4.05″的水平。该系统有效解决了多波段光测设备光轴间的一致性测试问题。
多波段测试 光轴一致性 一致性测试 multi-spectrum test optical-axes boresight boresight test