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《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》 2003年
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基于信息理论的采样成像系统评价与系统技术研究

迟学芬  
【摘要】: 本文研究基于信息理论的采样成像系统评价方法,系统光电一体化设计方法和欠采样噪声的处理方法。 文中首先论述了用信息理论研究采样成像系统的理论依据。讨论了光学系统信息量的度量。用概率论解释了图像的强度分布,从而可以根据信息理论计算图像信息量。采样成像系统包括光学系统和电学系统,信息量是评价这个光电综合系统的统一的参量。信息量也是进行采样成像系统光电一体化设计的理想参量。 本文推导了采样成像系统的数学模型,面向应用建立了系统应用分析模型。通过计算机仿真,评价采样成像系统。评价参量为系统端到端平均互信息量。根据信息理论,互信息量最大的系统设计为优化设计。相对于保真度,信息量对成像质量的变化更为敏感,信息量的大小与图像的清晰度、尖锐度、边缘效果紧密相连。互信息量是系统设计参数的函数,因此,根据互信息量可以评价系统设计,优化系统设计。 基于信息理论的采样成像系统光电一体化设计是本文的研究要点之一。现代采样成像系统中,欠采样是普遍的,欠采样噪声与光学模糊效应的涨落和平衡,制约成像质量。本文提出光学成像系统与CCD图像探测系统的宏观匹配特性和匹配条件,为光电一体化设计提供理论依据。本文研究了采样间隔与采样目标统计特性的关系,研究结果表明,当采样间隔与采样目标的平均空间细节接近的时候,系统平均互信息量最大,成像质量最佳。 欠采样噪声产生分布于整个画面的小尺寸附加像,给目标识别等应用带来困难。CCD空间推扫遥感成像中,特殊的应用条件,使得欠采样噪声效应尤为强烈。本文推导并优化了CCD图像采集系统中消欠采样噪声算法,提出新的CCD推扫和采样数据处理方法,在CCD只能有推扫方向位移的遥感成像应用条件下,得到多幅在两个方向上有不同位移量的图像,从而消除了图像中的欠采样噪声。 中国科学院博士学位论文:基于信息理论的采样成像系统评价与系统技术研究 文中翔实的数字图像处理实验,证明了本文提出的光电系统匹配设 计条件和欠采样噪声处理方法的有效性。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TN209

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 阮宁娟;杨秉新;;TDICCD相机相对孔径影响因素的研究[J];航天返回与遥感;2005年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张智;面向遥感图像的倒易晶胞复原方法研究[D];南京理工大学;2008年
2 徐建程;相位干涉测量的信息理论分析[D];中国工程物理研究院;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 迟学芬,于银辉,易志栋,李轶群;互信息量用于采样成像系统的评价[J];长春邮电学院学报;2001年Z1期
2 迟学芬,于银辉,韩昌元,易志栋;采样成像系统中的欠采样噪声分析[J];吉林大学学报(信息科学版);2002年01期
3 迟学芬,韩昌元,于银辉;采样目标统计特性与CCD探测系统设计[J];吉林大学学报(信息科学版);2002年04期
4 迟学芬,韩昌元,易志栋;欠采样噪声分析与光电一体化设计[J];光电工程;2003年02期
5 丁延卫,刘剑,卢锷;空间环境对光学成像遥感器尺寸稳定性的影响[J];光学精密工程;2002年01期
6 张明慧,徐卫,张尧禹,凌伟;航空照片的图像增强研究[J];光学精密工程;2002年02期
7 李佳列,丁国清,颜国正,朱洪海;采用CCD的非接触测量中提高精度的一种方法[J];光学精密工程;2002年03期
8 迟学芬,韩昌元;基于信息理论的采样成像系统评价方法[J];光学精密工程;2003年02期
9 迟学芬,韩昌元,易志栋;基于信息理论的采样成像系统匹配设计[J];光学学报;2003年03期
10 迟学芬,石文孝,韩昌元,易志栋;基于信息理论的采样成像系统优化设计方法[J];通信学报;2002年09期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘治群;杨万挺;朱强;;几种图像增强算法的研究比较[J];合肥师范学院学报;2010年06期
2 张大明;樊晓香;刘华勇;李璐;;信息与计算科学专业“数字图像处理”课程教学探索与实践[J];合肥师范学院学报;2012年03期
3 郭丙华;;基于计算机网络的智能可视对讲监控系统设计[J];安防科技;2006年12期
4 汤自安;刘晓波;汪虽富;吕乃杰;;基于音视频矩阵的生产调度会议系统应用[J];安防科技;2009年04期
5 胡继胜;;基于小波变换的图像处理[J];安徽职业技术学院学报;2006年01期
6 顾转金;;基于DSP图像优化方案[J];安徽科技;2009年06期
7 王业琴;;计算机视觉鸭蛋重量检测方法研究[J];安徽农业科学;2011年07期
8 刘习义;;基于SIP协议VoIP软终端的研究与实现[J];信息安全与技术;2011年10期
9 周玲;;基于MATLAB的语音信号数字滤波处理[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2011年03期
10 苏科;陈志彬;;基于BP神经网络的车牌识别系统[J];辽宁科技大学学报;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨洁;王朝辉;;遥感监测中变化信息提取的方法探讨[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 刘旺锋;王硕;;基于FPGA的水下传感节点QPSK调制解调模块设计与实现[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 李奔;吉海彦;;基于图像颜色特征的玉米种子神经网络分类研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
4 赵建;;自适应平台直方图红外增强在DSP上的实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
5 张敏;于波;张利;陈园;屠立平;张志枫;费兆馥;许家佗;;不同健康状态舌像颜色与纹理的特征分析[A];全国第十二次中医诊断学术年会论文集[C];2011年
6 屠立平;许家佗;张志枫;张利;张敏;;腻苔图像的识别方法研究[A];全国第十二次中医诊断学术年会论文集[C];2011年
7 哈聪颖;闫兆文;胡国英;王祖林;;通信网络工程实验系统二次开发实验探索与实践[A];北京高教学会实验室工作研究会2007年学术研讨会论文集[C];2007年
8 张媛;蔡利栋;;一种去除文本图像椒盐噪声的方法[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
9 曹刚;赵耀;倪蓉蓉;;一种基于振铃效应分析的图像锐化取证算法[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
10 胡玫;马胜前;;SystemView辅助电子信息类课程教学探讨[A];电子高等教育学会2008年学术年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王咏胜;复数轮廓波变换的构造、扩展及其图像处理应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 付红丽;白令海冰间湖变化规律及相应的海洋过程研究[D];中国海洋大学;2010年
3 易吉良;基于S变换的电能质量扰动分析[D];湖南大学;2010年
4 潘放;通航桥梁船撞风险分析与规避措施研究与应用[D];华南理工大学;2010年
5 李鹤喜;基于视觉反馈的焊接机器人自主示教关键技术研究[D];华南理工大学;2010年
6 朱小林;胶粘物盘式热分散机理与能耗建模研究[D];华南理工大学;2010年
7 徐少平;虚拟手术仿真中软组织实时形变模型的研究[D];南昌大学;2010年
8 包健;有限精度权值神经网络优化的研究与应用[D];华东理工大学;2011年
9 覃岭;无线电侦测中的阵列处理算法研究[D];电子科技大学;2010年
10 孙平;高频医学超声成像系统的研究与设计[D];武汉大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
2 王磊;继电保护测试仪检定装置的研究与实现[D];南昌航空大学;2010年
3 徐强;基于TMS320F2812的指纹识别系统的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
4 衡泽超;基于ATT7022B的三相多用户电能表研究[D];山东科技大学;2010年
5 毕博;隔离四通道数字存储示波器的设计与研究[D];山东科技大学;2010年
6 赵奇;医学超声图像三维重建算法研究[D];山东科技大学;2010年
7 徐元;基于双目立体视觉的匹配算法研究[D];山东科技大学;2010年
8 徐坤山;三相四线制并联型有源电力滤波器的研究[D];山东科技大学;2010年
9 张杨;基于双目立体视觉的CCD测距系统设计[D];长春理工大学;2010年
10 管泽鑫;基于图像的水稻病害识别方法的研究[D];浙江理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王广君,房建成;一种星图识别的星体图像高精度内插算法[J];北京航空航天大学学报;2005年05期
2 路鹏,刘财,刘万崧,邢立新,刘洋,王典;中值滤波技术在遥感图像处理中的应用[J];吉林大学学报(地球科学版);2005年S1期
3 何静;程新文;姚远;;CBERS-1卫星02号星图像MTF复原及其结果分析评价[J];测绘科学;2007年02期
4 耿则勋,钱曾波;小波变换的边界处理[J];测绘学报;1996年03期
5 金君;遥感成像观测技术综述[J];东北测绘;2000年04期
6 迟学芬,韩昌元,金辉;CCD推扫遥感成像中的欠采样噪声处理[J];电子学报;2003年09期
7 彭翰生,张小民,范滇元,朱健强;高功率固体激光装置的发展与工程科学问题[J];中国工程科学;2001年03期
8 郝群,沙定国,郑乃梅;光学传递函数测量仪刀口和狭缝两种扫描方法比较分析[J];光学技术;2001年01期
9 徐晨;陈磊;;光学平面绝对检验方法的研究[J];光学技术;2006年05期
10 张海涛,赵达尊;光电成像系统混淆效应的定量分析[J];光学学报;1999年12期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李盛阳;图像盲复原与改善空间分辨率研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 李晓晓;失真图像的复原理论及实验研究[D];河北工业大学;2004年
2 王鸿南;卫星在轨MTF测评研究及应用[D];南京理工大学;2004年
3 董湘君;基于小波域的数字图像复原研究[D];华南师范大学;2005年
4 徐建程;高分辨率波前干涉检测技术研究[D];中国工程物理研究院;2006年
5 邵茜;线阵CCD卫星遥感影像成像处理模型研究[D];解放军信息工程大学;2006年
6 蔡新明;基于卫星遥感图像的MTF计算和分析[D];南京理工大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 任寰;马力;刘旭;何勇;郑万国;朱日宏;;多表面干涉下的光学元件面形检测[J];光学精密工程;2013年05期
2 徐建程;刘志超;杜雅薇;柴立群;许乔;王辉;;带旋转毛玻璃干涉成像系统的统计分析[J];强激光与粒子束;2011年03期
3 徐建程;杜雅薇;刘志超;许乔;金洪震;王辉;;基于低通滤波的相位掩模干涉图相位解调方法[J];强激光与粒子束;2011年05期
4 徐建程;孙莉莉;;基于主元分析的随机相移算法[J];强激光与粒子束;2012年06期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 岳庆兴;卫星三线阵TDI CCD相机成像仿真研究[D];武汉大学;2011年
2 刘兆栋;φ600mm近红外相移斐索干涉仪校准及测试技术研究[D];南京理工大学;2011年
3 田超;非球面非零位环形子孔径拼接干涉检测技术与系统研究[D];浙江大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 苏魏华;TDICCD相机整机静态MTF检测新方法[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
2 王路佳;环形光源在Fizeau干涉系统中的设计与研究[D];南京理工大学;2012年
3 郑显锋;基于相移干涉的大平面测量关键技术研究[D];西安工业大学;2012年
4 马力;多表面干涉波面复原技术研究[D];南京理工大学;2013年
5 王芝龙;基于锥面波的环形光源在Fizeau干涉系统中的应用[D];南京理工大学;2013年
6 孙莉莉;相移干涉术中谐波和相移误差的抑制方法[D];浙江师范大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谈新权,许胜辉,梅晓英;CCD图像传感器的高分辨率技术[J];半导体光电;1999年03期
2 迟学芬,于银辉,易志栋,李轶群;互信息量用于采样成像系统的评价[J];长春邮电学院学报;2001年Z1期
3 迟学芬,于银辉,韩昌元,易志栋;采样成像系统中的欠采样噪声分析[J];吉林大学学报(信息科学版);2002年01期
4 迟学芬,韩昌元,于银辉;采样目标统计特性与CCD探测系统设计[J];吉林大学学报(信息科学版);2002年04期
5 李积慧,韩双丽,王家骐,卢锷,王俊;空间相机的热分析与热控制技术[J];光学精密工程;1999年06期
6 王俊,卢锷,王家骐;遥感相机对空间动力学干扰源的响应分析[J];光学精密工程;1999年06期
7 佟首峰,阮锦,郝志航;CCD图像传感器降噪技术的研究[J];光学精密工程;2000年02期
8 徐卫,张明慧,张尧禹;阵列式弹道测量系统[J];光学精密工程;2001年04期
9 丁延卫,刘剑,卢锷;空间环境对光学成像遥感器尺寸稳定性的影响[J];光学精密工程;2002年01期
10 张明慧,徐卫,张尧禹,凌伟;航空照片的图像增强研究[J];光学精密工程;2002年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王俊;航天光学成像遥感器动态成像质量评价与优化[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
【相似文献】
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1 ;光电成象技术及器件[J];中国光学与应用光学文摘;1996年05期
2 迟学芬,韩昌元;基于信息理论的采样成像系统评价方法[J];光学精密工程;2003年02期
3 徐建程;许乔;柴立群;;基于互信息的干涉成像采样系统性能分析[J];光子学报;2008年08期
4 陈雷霆;微机采样成像系统的设计与实现[J];计算机应用;1998年05期
5 彭新红,吴常泳,陈雨良;采样成像系统的性能评估[J];红外与毫米波学报;2001年06期
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7 迟学芬,韩昌元,易志栋;基于信息理论的采样成像系统匹配设计[J];光学学报;2003年03期
8 郭强;李欣耀;陈桂林;;FY-2卫星热红外波段MTF在轨评价及其在改进图像质量中的应用[J];红外与毫米波学报;2009年05期
9 迟学芬,石文孝,韩昌元,易志栋;基于信息理论的采样成像系统优化设计方法[J];通信学报;2002年09期
10 迟学芬,于银辉,韩昌元,易志栋;采样成像系统中的欠采样噪声分析[J];吉林大学学报(信息科学版);2002年01期
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1 迟学芬;基于信息理论的采样成像系统评价与系统技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
2 杨乐;红外双波段景象仿真与测试系统的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
3 程欣;大视场光纤成像光谱仪光学系统研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
4 戚巽骏;数字成像系统的光学低通滤波理论及应用研究[D];浙江大学;2009年
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1 张兰庆;基于星载TDICCD相机动态成像质量的分析与仿真[D];哈尔滨工业大学;2012年
2 庄绪霞;平台运动对星载TDICCD相机成像质量影响分析与仿真[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 张毅;TDICCD亚像元成像中的图像质量评价[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2005年
4 王成;空间遥感图像退化机理及复原关键技术研究[D];长春理工大学;2014年
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