非均匀介质退化图像快速仿真模型的建立.pdf

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1、第48卷第2期Jou浙rnalof江Zhejia大ngUn学iversit学y(En报ginee(r工ing学S版cie)nce)Vo1．48NO．22014年2月Feb．2O14DOI：10．3785／j．issn．1008973X．2014．02．Ol8非均匀介质退化图像快速仿真模型的建立崔光茫，赵巨峰，冯华君，徐之海，李奇，陈跃庭(浙江大学现代光学仪器重点实验室，浙江杭州310027)摘要：针对非均匀介质成像仿真速度较慢的问题，提出一种获取近似退化图像的快速仿真模型．按视场将图像分为若干子块，计算得到各子块中心位置的点扩散函数矩阵，建立与像素大小对应的成像退化矩阵．近似认为各

2、子块内成像满足等晕条件，分块卷积快速得到各子块退化图像，并采用少量重叠的方法实现整个视场的无缝拼接，加入畸变信息得到最终的退化图像．建立仿真成像系统，做了多组对比实验，并对光追法得到的精确退化图像和该模型得到的近似退化图像进行相似度的比较．结果表明，在一定相似度的要求下，对于512×512像素的图像实现毫秒级的处理速度．关键词：非均匀介质；成像仿真；退化矩阵；卷积；相似度评价中圈分类号：TP391文献标志码：A文章编号：1008—973X(2014)02—303一O9Constructionoffastsimulationmodelfordegradedimagebyinhomog

3、eneousmediumCUIGuang—mang，ZHAOJu—feng，FENGHua—jun，XUZhi—hai，LIQi，CHENYue—ting(StateKeyLaboratoryofModernOpticalInstrumentation，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstract：Afastsimulationmodelforgettingapproximatedegradedimageswasproposedtoraisethelowspeedofthesimulationofimagesdegradedbyi

4、nhomogeneousmedium．Theimagewasdividedintoseveralsub—blocksaccordingtothefieldview．Pointspreadfunctionmatrixofthecenterineachsub—blockwascomputedtoconstructthedegradedmatrix，whichwascorrespondingtothepixelsize．Eachsub—blockswereapproximatelyregardedasisoplanaticregionsandthesub—blockdegradeimag

5、eswereobtainedbyconvolutioncalculation．Seamlesssplicingoftheentirefieldofviewimageswereachievedbythewayofalittleoverlapoftheadjacentblocks．ThedistortionWasalsoaddedtoobtainthefinaldegradedimage．Withanimagingsimulationsystembuilt，multipleexperimentsweredonetocomparethesimilaritybetweenthedegrad

6、edimagesobtainingbyproposedmodelandraytracingmethod．Experimentresultsshowthatwiththerequirementofacertainsimilarity，thetimeofsimulatinganimagewiththesizeof512×512isaboutseveralmilliseconds．Keywords：inhomogeneousmedium；imagingsimulation；degradedmatrix；convolution；similaritymeas-t1rPment由于大气非均匀分

7、布、飞行器高速运动等原因和成像雷达等光学系统设计成像过程中必然要考虑引起的非均匀介质退化问题，是宇航卫星、航空测绘的问题．光线通过湍流大气成像，压力、温度等因收稿日期：2012—11—02．浙江大学学报(工学版)网址：WWW．journals．zju．edu．cn／eng基金项目：国家自然科学基金资助项目(61275021、61178064)．作者简介：崔光茫(1989一)，男，博士，主要从事光学成像、图像处理方面的研究．E—mail：nycgm@163．Corn通信