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激光主动照明成像系统具有作用距离远、较高的角分辨率和距离分辨率、可在低照度背景等复杂条件下获取目标图像等优点,在军事、工业控制、地形测绘等方面有着广泛的应用。激光主动照明成像系统所用光源为激光,大多数材质的目标物体表面相对于光波波长是粗糙的,在对目标物体进行成像时,粗糙的物体表面对光场施加随机的相位调制。在进行远距离目标探测时,大气湍流扰动不仅降低了激光主动成像系统成像分辨率,而且还会对光场施加随机的相位调制。由于激光具有较好的相干性,因此在成像时形成散斑噪声。散斑噪声的干扰影响对目标图像的分析以及对目标物体的进一步判别,需要采取措施抑制激光主动照明探测图像中的散斑噪声。 本文主要研究工作: 首先,简要介绍国内外具有代表性的激光主动成像系统及相应的研究成果,了解国内外激光主动成像的研究进展及研究现状; 其次,对激光主动探测成像中粗糙的目标物体表面和大气湍流引起的散斑进行理论分析,并介绍了散斑的统计性质; 再次,从系统设计和数字图像处理两方面介绍了抑制散斑噪声的方法。其中,系统设计包括增加运动漫射体、增加自适应光学校正系统和多光谱照明等。数字图像处理方法包括空域和频域的图像处理方法; 最后,进行仿真实验,把高斯滤波法、均值滤波法和自适应滤波法应用到仿真实验中进行散斑噪声抑制,通过对比实验结果,证明了自适应滤波法相较于高斯滤波法和均值滤波法不仅能抑制图像中的噪声,还可以有效保留图像的边缘和细节部分。然后利用搭建的激光主动探测成像系统进行多次不同目标主动成像实验,并获取一系列目标物体图像。利用自适应滤波方法对获取的单帧短曝光散斑图像进行处理,利用多帧累加平均法和自适应滤波法对获取的多帧短曝光散斑图像进行散斑抑制实验,使用散斑对比度进行了定量分析,结果表明对于单帧短曝光散斑图像,自适应滤波法可以有效抑制散斑噪声并保留图像的边缘和细节信息,对于多帧短曝光散斑图像,多帧累加平均法可以有效抑制图像的散斑噪声,采用自适应滤波方法可以进一步降低图像的散斑噪声,提高图像的质量。