一种结合深度学习的相位差法波前重构装置、方法制造方法及图纸

技术编号:45622374 阅读:16 留言:0更新日期:2025-06-24 18:48
本发明专利技术公开一种结合深度学习的相位差法波前重构装置、方法,属于自适应光学领域,包括多帧短曝光图像预处理模块、神经网络波前畸变预测模块、已知相位差修正模块和相位差法波前畸变解析求解模块,多帧短曝光图像预处理模块对多组焦面与离焦面图像分别进行对齐,得到多帧平均焦面离焦面图像;神经网络波前畸变预测模块输出图像的x,y方向的Zernike系数差,并传递至已知相位差修正模块;已知相位差修正模块校正焦面离焦面的已知相位差,将结果传递至相位差法波前畸变解析求解模块;相位差法波前畸变解析求解模块通过相位差法计算精确相位。本发明专利技术对图像未对齐情况下的波前重构具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于自适应光学领域,特别涉及一种结合深度学习的相位差法波前重构装置、方法


技术介绍

1、在天基望远镜,尤其是拼接式空间望远镜的应用中,系统的复杂设计对设备提出了体积小巧、重量轻以及减少光学元件使用的要求。为满足这些需求,通常采用分时采集图像的方式。然而,这种方式容易受到机械抖动的影响,可能导致焦面与离焦面图像中心未能正确对齐,从而对波前重构造成干扰。传统的解析求解例如gerchberg-saxton算法是一种基于远场进行点对点迭代反演的方法,对焦面离焦面的精确对准有较强的依赖性。如果未能对齐,不仅会导致算法精度的下降,甚至可能使得整个算法失效。因此,对齐的精度直接决定了传统算法重构波前的精度。然而,现有深度学习方法的极限精度仍受训练数据质量和网络结构的限制,难以达到传统解析求解算法的精度水平。

2、为解决对齐问题,通常使用质心配准技术对齐焦面和离焦面。然而,质心配准在受噪声影响较大,并且传统相位差法使用离焦进行调制,理论上不改变质心位置,但多通道调制,采用非中心对称相差调制,图像质心位置改变,质心算法失效。>

<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种结合深度学习的相位差法波前重构装置,其特征在于,包括多帧短曝光图像预处理模块、神经网络波前畸变预测模块、已知相位差修正模块和相位差法波前畸变解析求解模块,其中,

2.根据权利要求1所述的一种结合深度学习的相位差法波前重构装置,其特征在于:其中所述多帧短曝光图像预处理模块使用的图像为多帧短曝光图像。

3.根据权利要求1所述的一种结合深度学习的相位差法波前重构装置,其特征在于:对齐方法使用的是归一化互相关算法,去噪算法使用减阈值法。

4.根据权利要求3所述的一种结合深度学习的相位差法波前重构装置,其特征在于:归一化互相关算法为:

5.根...

【技术特征摘要】

1.一种结合深度学习的相位差法波前重构装置,其特征在于,包括多帧短曝光图像预处理模块、神经网络波前畸变预测模块、已知相位差修正模块和相位差法波前畸变解析求解模块,其中,

2.根据权利要求1所述的一种结合深度学习的相位差法波前重构装置,其特征在于:其中所述多帧短曝光图像预处理模块使用的图像为多帧短曝光图像。

3.根据权利要求1所述的一种结合深度学习的相位差法波前重构装置,其特征在于:对齐方法使用的是归一化互相关算法,去噪算法使用减阈值法。

4.根据权利要求3所述的一种结合深度学习的相位差法波前重构装置,其特征在于:归一化互相关算法为:

5.根据权利要求3所述的一种结合深度学习的相位差法波前重构装置,其特征在于:减阈值法为:通过从图像的四个角提取背景噪声平均值计算阈值,并将阈值从图像中减去,同时将结果中的负值归零,去除噪声。

6.根据权利要求1所述的一种结合深度学习的相位差法波前重构装置,其特征在于:神经网络波前畸...

【专利技术属性】
技术研发人员:鲍华蒋宁张莹李淑琪卞晴
申请(专利权)人:中国科学院光电技术研究所
类型:发明
国别省市:

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