幸运成像技术是一种相对简单的事后图像处理技术, 主要是对短曝光图像进行像质评价, 之后选取出高质量图像进行配准、叠加来复原出高分辨率目标图像。根据幸运成像技术的理论算法, 提出了一种适用于地基2.4m大口径望远镜的幸运成像技术方案和GPU局部加速算法流程。使用该方案拍摄的短曝光图像进行幸运成像, 获得了间距为0.3″的双星高分辨率图像。在选图过程中利用GPU设备进行并行计算, 探讨了加速幸运成像算法的可行性以及计算瓶颈的问题。实验结果表明, 在近红外条件下, 2m级大口径望远镜所拍摄的图像, 可以使用幸运成像算法重建出高分辨率的图像, 其FWHM约0.2″; GPU设备能够实现幸运成像算法的加速, 并提高整个算法的效率。

大气湍流会在很大程度上降低地基望远镜的空间分辨率，而幸运成像技术以较低的成本、简单的设备、易实现的算法可以有效修正大气湍流的影响，从而提高了地基望远镜开展天体成像和密集星场高精度测光观测的能力。基于兴隆观测基地50 cm望远镜研制了幸运成像系统，该系统包括滤光片、望远镜增焦子系统、数据采集子系统和数据处理子系统。在视宁度良好的晴夜对月球、大行星、球状星团和双星进行了观测，成功获取了月球表面的清晰图像，恒星星像的半高全宽(FWHM)达到0.6″，好于2倍望远镜衍射极限。观测结果表明，该幸运成像系统能够有效提高地基望远镜的空间分辨本领，为下一步的高分辨天文观测研究奠定了基础。

幸运成像技术是自适应光学(AO)图像高分辨率重建的一种事后处理技术。传统的幸运成像算法要先对短曝光图像进行像质评价，并选取像质最好的一些图像进行配准、叠加来重建目标图像，最终使得图像分辨率达到地基光学望远镜的衍射极限。但是传统幸运成像算法未考虑图像某些方向上的高分辨率信息，而频域幸运成像算法则在傅里叶频域内对每帧图像进行信息选取，可更有效地利用短曝光图像在不同方向上的高分辨率信息。仿真实验结果表明频域幸运成像算法与AO系统结合能克服大气湍流影响，明显提高望远镜的分辨能力。在没有AO校正的情况下对真实天文图像进行了处理，结果表明，频域幸运成像算法重建图像的分辨率高于传统幸运成像算法。

幸运成像技术是一种基于目标序列短曝光图像选取、配准、叠加的事后处理方法，能够有效降低大气湍流导致的成像闪烁和抖动对图像质量的影响，提高地基望远镜的成像分辨率。首先介绍了幸运成像技术的基本原理和处理流程，然后应用该项技术，对新月月面进行了幸运成像观测实验，给出了对获得的图像进行处理和分析的结果。处理结果表明，幸运成像技术能够明显地提高空间目标通过湍流大气后的成像质量。对处理结果用小波变换的方法进行了图像增强，给出了增强结果图像和像质评价，增强结果表明，图像增强能够进一步提高幸运成像结果的质量，改善结果图片的视觉效果。

介绍了一种有限距离上大气相干长度测量系统的原理和方法, 给出了在长沙实验测量的初步测量结果。分析了大气相干长度对目标序列图像中“幸运图像”概率的影响。实验得到的数据和近地湍流强弱情况相符, 大气相干长度的变化显著影响了获得“幸运图像”的概率, 证明该种测量方法对幸运成像参数的选取具有一定的参考价值。

地基望远镜的成像分辨率通常都受到大气湍流的限制,这种限制在对扩展目标进行观测成像时变得尤为显著。幸运成像技术是一种基于目标序列短曝光图像选取、配准、叠加的事后图像处理方法,能够有效降低大气湍流导致的成像闪烁和抖动对图像质量的影响,提高望远镜的成像分辨率。介绍了扩展目标幸运成像技术的基本原理和基本流程,并应用该项技术对近地扩展目标大气湍流成像的实验观测数据进行事后处理。处理结果表明,幸运成像技术能够提高扩展目标通过湍流大气的成像分辨率。