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题目:基于最大熵法的气动光学图像校正算法研究

关键词:图像复原/降晰函数辨识/最大熵方法/气动光学效应

  摘要

装有成像制导装置的飞行器在大气中做高速飞行时,由于气动光学效应的影响,成像质量大大降低,严重影响了探测制导精度,必须采取措施对其进行校正。本文探讨了最大熵理论在气动光学效应图像校正中的应用,为气动光学效应的图像校正方法提供了一些新的理论和新的研究思路。 本文介绍了图像复原中经常使用的基于最小二乘准则的最小二乘滤波及基于均方误差准则的维纳滤波,介绍了最大熵理论的基本概念及其与最大后验估计的关系。通过充分运用最小二乘准则,均方误差准则及最大熵准则对复原图像的约束,提出了一种基于维纳滤波的最大熵复原方法,该方法得到的解具有闭合形式,能够快速求解,避免了传统最大熵方法的迭代求解。仿真结果表明该方法由于结合了多种约束,对各种降晰图像均能得到一个比较满意的复原结果,并对降晰函数中的误差有较强的抗干扰能力。 本文还提出了一种针对单一背景下小目标降晰图像的最大熵复原方法。首先设计了具有针对性的价格函数,然后为避免图像熵的非线性表达式带来的复杂运算,采用了幂级数展开的方法对其进行了近似,并结合图像的灰度变换确保了近似的准确性。对大量的风洞图片进行试验,试验结果充分说明了该方法的有效性。 最后讨论了最小二乘降晰函数辨识方法的适用情况,并针对最小二乘降晰函数辨识方法的缺陷,提出了用改进的最大熵盲目复原方法辨识小目标降晰图像的降晰函数,仿真结果表明该方法较最小二乘降晰函数辨识方法辨识的结果更加合理。