一种自由空间大气校正方法及应用其的图像校正方法技术

本申请涉及大气校正及图像处理技术领域，更为具体来说，本申请涉及一种自由空间大气校正方法及应用其的图像校正方法。所述方法包括：构建大气校正光学系统，其中，所述大气校正光学系统包括光学级联模块和结果探测模块；获取待校正图像；将所述待校正图像输入所述光学级联模块进行大气校正，得到大气校正结果；所述结果探测模块对所述大气校正结果进行评价与优化。本申请能够得到精准度高的图像，且自适应光学实时性高、计算数据量小、硬件精度要求低，不像无波前传感和深度学习校正方案从零出发进行迭代或者建立模型，能够通过物理光学和控制论方式实现，具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种自由空间大气校正方法及应用其的图像校正方法


[0001]本申请涉及大气校正及图像处理
，更为具体来说，本申请涉及一种自由空间大气校正方法及应用其的图像校正方法。

技术介绍

[0002]传统的大气湍流校正算法主要分为波前传感和无波前传感方式，其中，波前传感方式需要复杂的光学系统设计以对波前畸变进行校正，无波前传感方式需要通过设计复杂的迭代算法来完成现有大气像差阶数的估计工作。因此，传统的自适应光学过程不可避免地面临硬件响应时间、分光能量损失、硬件设备精度、光轴对心精度等问题的困扰。
[0003]目前的无波前算法因为大量采用迭代计算方式导致计算实时性差、计算数据量大等问题，而近年来出现的基于深度学习模型的无波前大气湍流校正算法，仍然面临着数据集获取困难、模型训练时间长、缺少验证对比数据等实际问题。

技术实现思路

[0004]基于上述技术问题，本专利技术旨在提供一种自由空间校正方法，通过构建大气校正光学系统来实现对待校正图像的大气校正。
[0005]本专利技术第一方面提供了一种自由空间大气校正方法，所述方法包括：
[0006]构建大气校正光学系统，其中，所述大气校正光学系统包括光学级联模块和结果探测模块；
[0007]获取待校正图像；
[0008]将所述待校正图像输入所述光学级联模块进行大气校正，得到大气校正结果；
[0009]所述结果探测模块对所述大气校正结果进行评价与优化。
[0010]在本专利技术的一些实施例中，所述将所述待校正图像输入所述光学级联模块进行大气校正，得到大气校正结果，包括：
[0011]将所述待校正图像输入所述光学级联模块，其中，所述光学级联模块设置有连续的多个空间约束子模块；
[0012]所述连续的多个空间约束子模块对所述待校正图像进行连续多次空间约束；
[0013]对所述待校正图像进行连续多次空间约束得到的结果作为大气校正结果。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，每次空间约束的方法包括：
[0015]获取每个空间待约束点，其中，第一次空间约束获取的是所述待校正图像的每个空间待约束点；
[0016]确定所述每个空间待约束点在对应平面上的每个空间响应点；
[0017]根据模型空间点响应算法基于所述每个空间响应点对所述待校正图像进行校正；
[0018]将校正后结果作为每次空间约束结果。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，所述基于模型空间点响应算法为：
[0020][0021]其中，U表示模型空间点响应函数，A表示每个空间响应点矩阵，d表示衍射长度，λ表示波长，x、y为空间响应点的平面位置横纵坐标，α，β表示入射角度。
[0022]在本专利技术的一些实施例中，所述结果探测模块对所述大气校正结果进行评价与优化，包括：
[0023]基于还原效果对比算法对每次空间约束结果进行评价；
[0024]根据评价结果对每次空间约束的方法进行优化。
[0025]在本专利技术的一些实施例中，在所述基于还原效果对比算法对每次空间约束结果进行评价之前，还包括：所述结果探测模块使用CCD图像传感器或CMOS光学图像探测器进行采样。
[0026]在本专利技术的一些实施例中，所述空间约束子模块为液晶空间光调制器或刻蚀的二元光学元件。
[0027]本专利技术第二方面提供了一种图像校正方法，所述图像校正方法包括：
[0028]将所述大气校正光学系统应用于目标场景；
[0029]实时采集所述目标场景中的图像；
[0030]应用各实施例中的自由空间大气校正方法对实时采集的图像进行实时大气校正，得到目标图像。
[0031]本专利技术第三方面提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：
[0032]构建大气校正光学系统，其中，所述大气校正光学系统包括光学级联模块和结果探测模块；
[0033]获取待校正图像；
[0034]将所述待校正图像输入所述光学级联模块进行大气校正，得到大气校正结果；
[0035]所述结果探测模块对所述大气校正结果进行评价与优化。
[0036]本专利技术第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0037]构建大气校正光学系统，其中，所述大气校正光学系统包括光学级联模块和结果探测模块；
[0038]获取待校正图像；
[0039]将所述待校正图像输入所述光学级联模块进行大气校正，得到大气校正结果；
[0040]所述结果探测模块对所述大气校正结果进行评价与优化。
[0041]本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0042]本申请构建大气校正光学系统，其中，所述大气校正光学系统包括光学级联模块和结果探测模块，获取待校正图像，将所述待校正图像输入所述光学级联模块进行大气校正，得到大气校正结果，所述结果探测模块对所述大气校正结果进行评价与优化，能够得到精准度高的图像，且自适应光学实时性高、计算数据量小、硬件精度要求低，不像无波前传感和深度学习校正方案从零出发进行迭代或者建立模型，能够通过物理光学和控制论方式实现，具有广阔的应用前景。
[0043]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。
附图说明
[0044]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0045]图1示出了本申请一示例性实施例中的自由空间大气校正方法步骤示意图；
[0046]图2示出了本申请一示例性实施例中空间约束示意图；
[0047]图3出了本申请一示例性实施例中图像校正方法的方法步骤示意图；
[0048]图4示出了本申请一示例性实施例中的自由空间大气校正系统结构示意图；
[0049]图5示出了本申请一示例性实施例所提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
[0050]以下，将参照附图来描述本申请的实施例。但是应该理解的是，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。对于本领域技术人员来说显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0051]应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本申请的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自由空间大气校正方法，其特征在于，所述方法包括：构建大气校正光学系统，其中，所述大气校正光学系统包括光学级联模块和结果探测模块；获取待校正图像；将所述待校正图像输入所述光学级联模块进行大气校正，得到大气校正结果；所述结果探测模块对所述大气校正结果进行评价与优化。2.根据权利要求1所述的自由空间大气校正方法，其特征在于，所述将所述待校正图像输入所述光学级联模块进行大气校正，得到大气校正结果，包括：将所述待校正图像输入所述光学级联模块，其中，所述光学级联模块设置有连续的多个空间约束子模块；所述连续的多个空间约束子模块对所述待校正图像进行连续多次空间约束；对所述待校正图像进行连续多次空间约束得到的结果作为大气校正结果。3.根据权利要求2所述的自由空间大气校正方法，其特征在于，每次空间约束的方法包括：获取每个空间待约束点，其中，第一次空间约束获取的是所述待校正图像的每个空间待约束点；确定所述每个空间待约束点在对应平面上的每个空间响应点；根据模型空间点响应算法基于所述每个空间响应点对所述待校正图像进行校正；将校正后结果作为每次空间约束结果。4.根据权利要求3所述的自由空间大气校正方法，其特征在于，所述基于模型空间点响应算法为：其中，U表示模型空间点响应函数，A表示每个空间响应点矩阵，d表示衍射长度，λ表示波长，x、y为空间响应点的...

【专利技术属性】
技术研发人员：武楚晗，张国亮，张芳沛，袁翠，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司信息科学研究院，
类型：发明
国别省市：