光学掩模实现几何超分辨成像的仿真.pdf

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1、第22卷第8期光学精密工程Vo1．22No．82014年8月OpticsandPrecisionEngineeringAug．2O14文章编号1004—924X(2014)08—2026—06光学掩模实现几何超分辨成像的仿真刘晶丹，许廷发，苟显超，刘子伟，王洪庆，饶志涛(1．北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室，北京100081；2．空军航空大学飞行基础训练基地基础部，吉林长春130022)摘要：将基于实际CCD模型的频谱编码方法引入光电成像系统，以克服CCD对空间分辨率的限制，实现几何超分辨成像。介绍了光学掩模实现几何超分辨成像的工作原理，基于实际的CCD

2、模型在4_厂成像系统的频谱面上放置光学编码掩模来提高图像分辨率。对该成像系统模型进行了数学分析，从理论上证明了这种基于实际CCD模型的频谱编码方法的有效性。根据建立的理论完成了基于一维光学编码掩模方法的仿真实验。仿真结果表明：提出的方法能实现几何超分辨成像，解决了光电成像系统中因CCD欠采样造成的物频谱混叠和因像素尺寸非零而造成的低通效应问题。与传统的超分辨方法相比，该方法的系统结构简单、易实现。关键词：几何超分辨；超分辨成像；光学掩模；频谱编码；CCD实际模型中图分类号：0438．2；TN386．5文献标识码：Adoi：10．3788／OPE．20142208．2026Si

3、mulationofgeometricsuperresolutionimagingbyusingopticalmaskIIUJing—dan，XUTing—fa，XUNXian—chao。，LIUZi—wei，WANGHong—qing，RAOZhi—tao(1．KeyLaboratoryofPhotoelectronicImagingTechnologyandSystemoftheMinistryofEducation，SchoolofOptoelectronics，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China；2．Bas

4、icDepartmentofBasicFlightTrainingBase，AirForceAviationUniversity，Changchun130022，China)*C0rres。咒gauthor，E-mail：superdanl988@126．cornAbstract：AfrequencyspectraIcodingmethodbasedonapractica1CCDmodelwasaddedintoaphoto—electronicimagingsystemtoovercometheCCD1imitationonspatialresolutionandtoach

5、ievegeomet—ricsuperresolutionimaging．Theworkingmechanismofthegeometricsuperresolutionimagingwithanopticalmaskwasintroduced．OnthebasisofthepracticalCCDmodel，theopticalmaskwasplacedontheFouriertransformplaneofthe4fimagingsystemtoimprovetheimageresolution．Amathe—maticalmodeloftheimagingsystemw

6、asestablishedandrigidlyanalyzed．TheproposedfrequencyspectralcodingmethodbasedontheCCDpracticalmodelwasdemonstratedtobevalidlvintheorv．Mathematicalmodelingandsimulationontheproposedmethodinonedimensionalopticalmaskwereperformed．Simulationresultsshowthatthism}mdenabletosolvethespectralaliasin

7、gcausedbvtheseparationsamongthepixelsandthelow-passeffectduetotheCCDnonzeropixelsize．Tocom一收稿日期：2013—09—25：修订日期：2O13-11-06．基金项目：国家自然科学基金资助项目(No．61172178)；高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(No20121101110022)；国家自然科学基金仪器专项资助项目(No．61027002)。pSK第8期刘晶丹，等：光学掩模实现几何超分辨成像的仿真～wht