基于信息理论的采样成像系统优化设计方法

本文把信息论应用于采样成像系统中,用端到端的互信息量评价图像捕捉系统,研究光电一体化系统优化设计方法。模拟系统设计参数,计算机仿真分析了采样成像系统中普遍存在的欠采样噪声、光学成像系统的模糊效应以及二者之间的涨落、平衡,做出了基于互信息量的系统评价仿真曲线,提出了光学成像系统与图像捕捉系统的匹配条件和优化设计方法。

采样成像系统中的欠采样噪声分析

在分析欠采样噪声机理的基础上 ,针对大多数采样成像设备中存在的带内和带外的欠采样噪声 ,使设备性能下降的问题 ,建立了欠采样噪声的数学模型和应用分析模型。研究了图像捕捉系统中 ,欠采样噪声与系统设计参数的关系 ,给出计算机仿真结果。讨论了消除欠采样噪声的途径。

互信息量用于采样成像系统的评价

把信息论应用于采样成像系统中 ,用互信息量评价图像捕捉部分的性能 ,做出基于信息论的系统评价仿真曲线 。

欠采样噪声分析与光电一体化设计

欠采样噪声产生分布于整个画面的附加像,给目标识别等应用带来困难。基于信息理论,建立了欠采样噪声的应用分析模型,提出了采样成像系统光电一体化设计方法。通过仿真试验,得出欠采样噪声与光学成像系统参数的关系。理论分析和仿真证明,根据系统互信息量选择光、电系统参数,可以减小欠采样噪声,提高图像质量。

基于信息理论的采样成像系统匹配设计

把信息论应用于采样成像系统中 ,用互信息量评价图像捕捉部分的性能 ,做出基于信息论的系统评价仿真曲线 ,提出基于信息论的系统优化设计的指标。根据仿真结果 ,给出光学成像系统与CCD阵列探测器的宏观匹配特性与最佳匹配条件。图像捕捉实验结果证明了理论分析和仿真结论的正确性。