【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及关联成像的，特别涉及一种基于时变湍流下coiflet-wavelet阶关联成像方法。
技术介绍
1、关联成像又称‘鬼成像’是一种非定域成像技术，其利用光场的二阶或者高阶关联来获取物体的信息。和传统的成像系统不同的是，可以实现物像分离，所以抗噪声能力更强、光源要求更低能通过单像素成像，在一些特殊环境下如散射介质成像、大气湍流成像、光学加密等具有很好的应用前景。
2、在研究成像时，光经过大气湍流环境光强会发生起伏、光束漂移等现象，致使信号光强度发生随机变化，从而获得图像质量较为模糊极大影响其在实际中应用。因此，研究大气湍流环境对关联成像影响具有重大意义。对于大气湍流中关联成像的影响研究，2009年较早由程静等人在理论上证明强湍流会降低图像质量。2011年，美国麻省理工学院的shapiro等分析了大气湍流对反射的粗糙表面目标的影响。2018年，东南大学的罗春伶等指出利用非相干洛伦兹源代替高斯源可降低湍流对关联成像的影响，为远距离成像提供了参考。2019年，湖南大学的白艳锋等人在数值上研究了均匀大气湍流影响下信号光探测范围对关联成像质量的影响，并分析了在不同湍流强度下系统的成像能力。但是现在没有针对大气湍流环境下时变湍流模型，对目标成像进行细致的分析。
技术实现思路
1、1.针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术的目的是提供一种基于时变湍流下coiflet-wavelet阶关联成像方法，利用功率谱反演法模拟时变湍流引起的相位扰动影响并将其加载到关联成像中，对湍流
2、具体步骤为：
3、s1、激光器产生照明光经过分束器分为两束光，其中一束光照射第一空间光调制器，因为第一空间光调制器预先加载模型生成的时变湍流环境，此时信号光携带时变湍流信息；
4、s2、经步骤s1后获得具有时变湍流信息信号光，由第一空间光调制器反射，再次经过分束器分为两束光，其中一束光经过第二空间光调制器；
5、s3、经步骤s2得到分束器中带有时变湍流信息的照明光，随后第二空间光调制器调制步骤s2照明光，值得注意的是光场调制矩阵为经过专心设计的coiflet-wavele优化后hadamard矩阵；
6、s4、经步骤s3获得经过第二空间光调制器调制光场，调制完成后的照明光经过第二空间光调制器反射与成像目标物体相互作用，最后通过一侧的ccd采集相机记录获物体信息。
7、优选的，分束器用于使光源信号正入射角度照射在第一空间光调制器上，通过对角度调节可以更好得到所需要的湍流细节信息。
8、优选的，第一空间光调制器用于模拟生成非kolmogorov时变湍流相位屏，可以得到包含时间序列的湍流相位屏
9、优选的，第二空间光调制器用于调制光场，通过导入优化阶的hadamard矩阵，可以在低采样率条件下实现高质量图像重构。
10、优选的，ccd采集相机用于接收最终信号，并且将采集到信息和计算机进行关联计算，得以实现目标物体重构。
11、优选的，时变湍流模型构建包括以下步骤：
12、通过非kolmogorov折射率波动功率谱来描述湍流影响，服从任意的幂律，满足下面关系κ表示空间频率矢量的大小，α是谱幂律指数，描述沿链路的湍流强度，γ()为伽马函数；
13、相位功率谱折射率φn(κ,α)可以表示为折射率功率谱φn(κ,α)的函数，当光波沿着z轴方向传播时，垂直于传播方向的平面内κz＝0，两者之间的关系满足φn(κ,α)＝2πk2δzφn(κ,α)；
14、用一组复高斯随机数ar对相位功率谱进行滤波，可以得到相空间的一个二维频域复随机相位场，其中ar＝ar+ibr，式中ar和br是均值为0，方差为1的高斯随机数，对二维频域复随机场进行傅里叶逆变换，最后可以得到一个二维空间复随机相位场式中c为标度常数；
15、构建随时间变化的大气湍流相位屏序列，在t＝0时刻，考虑为前面初始静态相位当t>0时，静态相位随时间变化，并且变化过程满足一定的规律，满足如下关系：上式中x(t)为时变系数，其可视为时间序列上的高斯噪声，服从均值为0，方差为某一特性值高斯分布。
16、优选的，coiflet-wavelet优化hadamard阶构造包括以下步骤：
17、通过计算机内置函数产生，具有近对称、正交等性质的hadamard矩阵，就由0和+1组成；
18、通过对上面变换后的hadamard矩阵求解其coiflet-wavele系数；
19、遍历矩阵r(x,y)可以获取m个coiflet-wavele系数，最后对得到的系数按照升序排列，即可得到优化后的hadamard矩阵其排列方式按照coiflet-wavele系数从大到小排列。
20、本专利技术与现有技术相比，其有益效果是：本专利技术给出了时变湍流下关联成像研究，为在复杂场景中成像提供很好参考案。真实的湍流环境远比理论分析更为复杂，通过后期可以进行外场实验与理论模型进行对照，提升模型的鲁棒性。利用功率谱反演法模拟时变湍流引起的相位扰动影响并将其加载到关联成像中，对湍流环境下目标成像进行细致分析。
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1.一种基于时变湍流下Coiflet-wavelet阶关联成像方法，其特征在于，包括以下装置：激光器(1)、设置于激光束(1)一侧的分束器(2)、设置于分束器(2)一侧的第一空间光调制器(3)、设置于分束器(2)下方的第二空间光调制器(4)及设置于第二空间光调制器(4)一侧的CCD采集相机(5)；
2.如权利要求1所述的一种基于时变湍流下Coiflet-wavelet阶关联成像方法，其特征在于，分束器(2)用于使光源信号正入射角度照射在第一空间光调制器(3)上，通过对角度调节可以更好得到所需要的湍流细节信息。
3.如权利要求2所述的一种基于时变湍流下Coiflet-wavelet阶关联成像方法，其特征在于，第一空间光调制器(3)用于模拟生成非Kolmogorov时变湍流相位屏，可以得到包含时间序列的湍流相位屏
4.如权利要求3所述的一种基于时变湍流下Coiflet-wavelet阶关联成像方法，其特征在于，第二空间光调制器(4)用于调制光场，通过导入优化阶的Hadamard矩阵，可以在低采样率条件下实现高质量图像重构。
5.如权利要
6.如权利要求3所述的一种基于时变湍流下Coiflet-wavelet阶关联成像方法，其特征在于，时变湍流模型构建包括以下步骤：
7.如权利要求4所述的一种基于时变湍流下Coiflet-wavelet阶关联成像方法，其特征在于，Coiflet-wavelet优化Hadamard阶构造包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于时变湍流下coiflet-wavelet阶关联成像方法，其特征在于，包括以下装置：激光器(1)、设置于激光束(1)一侧的分束器(2)、设置于分束器(2)一侧的第一空间光调制器(3)、设置于分束器(2)下方的第二空间光调制器(4)及设置于第二空间光调制器(4)一侧的ccd采集相机(5)；
2.如权利要求1所述的一种基于时变湍流下coiflet-wavelet阶关联成像方法，其特征在于，分束器(2)用于使光源信号正入射角度照射在第一空间光调制器(3)上，通过对角度调节可以更好得到所需要的湍流细节信息。
3.如权利要求2所述的一种基于时变湍流下coiflet-wavelet阶关联成像方法，其特征在于，第一空间光调制器(3)用于模拟生成非kolmogorov时变湍流相位屏，可以得到包含时间序列的湍流相位屏
<...【专利技术属性】
技术研发人员：李阳俊，董娜，张雷洪，徐润初，张大伟，徐邦联，王凯民，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：
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