【摘 要】
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激光通信系统中,常需要极小的激光发散角,以避免激光能量过早的发散,因而需要将激光通过光学系统发射出去,激光经过光学系统后由于衍射导致接收到的光斑图像产生模糊。因此本文开展了衍射激光光斑复原技术的研究。首先,本文针对光斑检测的研究背景与意义,以及国内外光斑测试技术和图像复原方法的研究现状进行了研究。其次,探讨了衍射对于图像质量的影响,通过频谱表明影响为散焦模糊,以此建立了衍射光斑图像退化复原模型并阐
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激光通信系统中,常需要极小的激光发散角,以避免激光能量过早的发散,因而需要将激光通过光学系统发射出去,激光经过光学系统后由于衍射导致接收到的光斑图像产生模糊。因此本文开展了衍射激光光斑复原技术的研究。首先,本文针对光斑检测的研究背景与意义,以及国内外光斑测试技术和图像复原方法的研究现状进行了研究。其次,探讨了衍射对于图像质量的影响,通过频谱表明影响为散焦模糊,以此建立了衍射光斑图像退化复原模型并阐述了复原图像质量评价标准。再次,详细介绍了几种常用的图像复原算法的原理,本文针对散焦参数估计抗噪声能力较差和振铃现象分别提出两种改进。针对散焦参数估计方法受噪声影响较大的问题,提出利用双边滤波器来降低噪声的影响同时又能保留边缘细节;针对基于Richardson-Lucy的图像复原算法中振铃的问题,提出了改进,利用canny边缘检测算法和形态学操作来获取较高的边缘像素,将其作为权重数组来约束复原,有效抑制了振铃现象。采用VC++编写了衍射光斑测试软件,包括视频载入、光斑复原、数据计算和折线图绘制四个功能模块,计算得到的光斑中心和光斑半径的精度均达到亚像素级,符合预期的测量精度要求。随着人们对检测精度的要求越来越高,光学系统衍射极限所带来的精度上的影响也会越来越显著,本文为激光通信和激光测距等领域提供了一定的参考价值。
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