一种基于模型的无波前传感器自适应光学校正方法技术

本发明专利技术公开了一种基于模型的无波前传感器自适应光学校正方法，属于光学技术领域，用于解决现有的无波前传感器自适应光学方法依赖模式选择，且迭代次数较多的技术问题。本方法，采用图像功率谱密度低频空间的积分的倒数作为图像的像质评价函数，在非相干成像系统模型的基础上，推导了像质评价函数(图像功率谱密度低频空间的积分的倒数)与模式系数之间的关系，通过引入N+1次偏置，采集N+2幅图像计算像质评价函数，根据所推导的关系计算模式系数，并由变形镜产生共轭波前，达到校正像差，提高图像质量的目的。本方法适用于任意模式作为基底进行校正，迭代次数少，可以使系统带宽得到较大幅度的提升。

A model-based adaptive optical correction method for sensor without wavefront

【技术实现步骤摘要】
一种基于模型的无波前传感器自适应光学校正方法
本专利技术涉及一种无波前传感器自适应光学校正的方法，属于光学

技术介绍
高分辨率成像是人类长期追求的目标，传统光学技术无法解决动态波前扰动对像质的影响问题。大多数光学系统在受到系统像差、大气湍流或装调误差等情况的影响下，系统波前像差增大，成像质量会明显下降。影响光学系统波前质量的误差源，按照时间频率可以分为低频和高频两大类。属于低频误差的有系统设计误差、温度、重力变形及机械变形，加工装配误差等。属于高频误差的有外界空气热影响、来自阵风的反射镜变形、跟踪误差、大气湍流及激光经大气传播时的热晕等。如何克服以上动态波前误差的影响，是光学工作者不懈研究的课题。自适应光学是一门集光、机、电、自动控制、化学于一体的高技术学科，核心内容是实时地校正光束的波前畸变，以提高光学系统的成像质量。自适应光学技术能够有效的校正波前畸变，改善成像质量，在天文观测、自由空间光通信等有关领域得到了成功应用。但是，常规的自适应光学系统需要对被测量光束进行探测重构，导致系统结构复杂，不利于该技术的小型化应用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模型的无波前传感器自适应光学校正方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：确定像差表示模式；/n使用任意模式的线性叠加表示波前误差φ：/nφ＝KA (1)/nA＝[a

【技术特征摘要】
20200115 CN 20201003955711.一种基于模型的无波前传感器自适应光学校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：确定像差表示模式；
使用任意模式的线性叠加表示波前误差φ：
φ＝KA(1)
A＝[a1a2…ai…aN]T(2)
其中，A为模式系数向量，具体形式如式2所示；K的每个列向量为Ki，i取值从1到N，Ki是第i阶所述模式，即基函数；N为所述模式的总阶数，N的取值由变形镜拟合能力决定，ai是第i阶所述模式的系数；
步骤2：采集图像，获取初始评价函数；
在变形镜所有致动器的控制电压处于初始值时，采集图像I0；计算图像功率谱密度低频空间的积分的倒数，作为图像的像质评价函数g0：



其中，S0(u,v)为图像I0的功率谱密度，(u,v)为频域坐标，R对应于频域上的环形区域m1≤(u2+v2)1/2≤m2，m1和m2是频域内小于图像截止频率的预设数值；其中，m1取大于0小于图像截止频率1/100之间的数，m2取大于图像截止频率1/20小于图像截止频率1/10之间的数；
步骤3：获取N次正偏置评价函数；
对1到N阶模式用变形镜分别引入幅度为b的正偏置φj+＝bKj，采集N幅图像Ij+，j取值从1到N，获得图像的像质评价函数gj+：



其中，Sj+(u,v)为图像Ij+的功率谱密度；
步骤4：获取1次负偏置评价函数；
对任意第s阶模...

【专利技术属性】
技术研发人员：董冰，任虹禧，张晓芳，胡新奇，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11