光学联合设计中的数字校正技术研究

【摘要】：随着电子技术和材料工艺的飞速发展,对光学成像系统进行数字校正已经成为照相设备中不可缺少的一部分。光学系统设计和数字增强技术的联合应用提供了联合设计的理念,通过对内在技术的研究,提出了一整套优化光学系统设计的新思路。联合设计方法打通了传统光学设计和数字增强技术之间的通道,提供了一种闭环的设计理念,对比现有的光学设计技术更具有针对性。这种设计方法的一个主要内容就是关于对成像结果的点扩散函数的认识和使用。通过计算机算法来实现对点扩散函数(Point Spread Function, PSF)这一关键参数的测量,不仅能够反馈给光学设计模块系统可靠的系统性能参数,而且能够通过得到的PSF方便有效的对得到的照片进行去模糊处理,节省了大量资源,提高了整个系统的性能。无论是对图像求超解,还是对图像去模糊,面临的问题都是源自图像频率混叠,低质量图像叠加,以及成像设备内在固有的成像缺陷。PSF是一个包含了所有的成像模糊信息的数学函数,按照计算机图形学的观点来看,作为核心的积分和,是可以通过参数估计或者机器学习的方法来进行近似获取的。按照基本的分类,可以分为参数和非参数,盲和非盲的区别进行分类。本文采用的PSF测量方式需要选择一种无需先验信息核的模式,这种模式无须正则化,并且能够良好的处理频率混叠问题。因为还需要面对几何校正,非均匀照明等误差产生的情况所以最终决定选择使用某种噪声分布,并且能够估计到尽量多的偏差。这个选择最基本的方法是把一个劣化问题转化成一个良解问题。这种校正模式决定了类似准优化的白噪声模型能够满足上述目的。