一、航天相机成像质量评价（论文文献综述）
李跃[1]（2020）在《基于传递函数法的航空航天相机像质测试系统研发》文中提出作为航空航天领域获取信息的重要设备,安装于不同类型飞行器上的航空航天相机,其成像质量的优劣将对目标物的观测效果和观测精度有着直接影响,因此在相机出厂前需要对相机的图像质量进行测试评价。本文针对现有航空航天相机像质检测效率低、人员误差大的问题,在对传统的像质测试方法充分了解的基础上,给出了一种基于传递函数的计算方法实现对航空航天相机像质进行评价;同时为了满足测试系统实时传输图像的要求,进行了基于千兆以太网协议的图像数据实时传输接口设计。本测试系统研发中,涉及的主要内容有:利用FPGA硬件平台实现千兆以太网协议,将相机图像数据高速传输至计算机端;编写了面向UDP的Socket套接字进行图像采集,将图像RAW格式转换为BMP位图文件进行图像显示,利用边缘检测与霍夫变换相结合的方法完成图像位姿校正等相关功能的算法程序;在调制传递函数（MTF）值计算中,采用了对比度的测量方式实现MTF的数值计算;在实验室的环境下搭建了相机性能测试系统平台,采用不同型号的相机对系统中矩形靶标进行拍摄,获取条纹图像计算MTF值,并与人工MTF测试结果进行对比分析;对系统测试结果精确度产生影响的因素进行了分析并给出了相应解决措施。实验测试结果表明,本测试系统能够更加准确地获取MTF值,大大提高了测试效率,实现了对航空航天相机成像质量的性能测试要求。
徐超[2]（2020）在《航天相机摆扫影像的超分辨技术研究》文中认为面向国防安全保障和国民经济建设的迫切需求,新一代空间光学遥感技术正在向高时空分辨率和超宽覆盖成像发展。大到国家航天战略布局、高精尖技术产业化,小到土地普查、灾害应急处理,该技术在其中都扮演了至关重要的角色。传统的光学镜头制造技术受到硬件工艺和生产成本的限制,若采用沿轨推扫成像,那么所得遥感影像将无法有效兼顾高分辨率和超大幅宽。采用航天相机大角度摆扫成像的模式,就可以突破当前硬件制造技术的限制,打破光学卫星的分辨率与成像幅宽之间的矛盾。但是,在这里的“高分辨率”仅针对星下点,在偏离星下点的区域,图像会有畸变,并且像质会存在一定的下降。因此,我们有必要针对以上问题设计恢复算法,无需改变硬件设备,却能实现超分辨。本文针对航天相机大角度摆扫获得的影像存在畸变和分辨率退化的问题,探索摆扫遥感影像几何校正和超分辨的解决方案。在第一部分中,首先介绍了大角度摆扫遥感影像几何校正、深度学习图像超分辨以及遥感影像超分辨的研究进展;然后依据摆扫成像的机理,对地面景物的分辨率变化情况进行详细分析;接着提出了航天相机大角度摆扫影像的分辨率反演模型,完成初步的影像几何校正。根据定比缩放原理,设计了地面仿真实验,验证分辨率反演算法的有效性。在第二部分中,针对校正后影像受插值的影响而出现模糊的问题,提出了改进的生成对抗网络超分辨模型,进一步提高恢复影像的视觉效果。首先从网络结构和损失函数的角度,介绍了生成对抗网络超分辨的原理;然后采用改进的损失函数和特征提取器,设计了适用于本课题的深度学习超分辨神经网络模型;最后利用真实的遥感影像,生成模拟实验的训练集、验证集和测试集。网络模型经过训练,重建图像在验证集上取得的峰值信噪比和结构相似度分别为18.6049和0.6022,在测试集上取得的峰值信噪比和结构相似度分别为19.6652和0.6045,重建图像具有很好的视觉效果。本文建立了分辨率反演模型,构建了改进的生成对抗网络超分辨框架,实现了航天相机摆扫影像的超分辨。本课题的研究对于促进高分辨率遥感卫星的民用化、国家航天高精尖技术的产业化具有重要意义,同时为天基光学载荷实现高分辨率与超宽覆盖的新体制成像提供了必要的理论依据,帮助解决了相关天基光学载荷动态遥感成像领域的共性科学问题。
王俊强[3]（2020）在《振动及飞行姿态对机载相机成像质量影响的研究》文中研究说明随着航空航天领域的发展,机载相机在农业、公共安全、军事等领域被广泛使用,对机载相机分辨率的要求不断提高,载机的振动和飞行姿态变化对成像质量的影响也更加明显,因此研究载机振动和飞行姿态变化对相机成像质量的影响,提高机载相机的成像质量具有重要的工程实际意义。本文针对自主研制的机载相机,分析载机振动和飞行姿态变化对机载相机成像质量的影响,并研制了搭载相机的三轴稳定平台。基于理论分析和仿真分析,使用自主研制的机载相机进行振动成像实验和外场测试实验,并对所拍摄的图像进行成像质量分析和评价,验证机载相机成像特性和稳定性。针对载机振动对机载相机成像质量影响的问题,采用光机集成分析的方法,将机载相机结构建模、结构有限元仿真、光学元件刚体位移和表面畸变、光学系统建模以及成像质量评价有效串联。以自主研制的机载相机为研究对象,首先运用集成模型法,使用HyperMesh软件对机载相机进行有限元前处理,使用NASTRAN软件进行仿真分析,得到振动载荷激励时刻光学元件的结构响应。然后在有限元仿真分析的基础上,定量分析光学元件的刚体位移和表面畸变的变化。最后通过ZEMAX建立机载相机的光学系统模型,以光学调制传递函数和点列图作为成像质量评价指标,分析振动对光学系统成像质量的影响。针对载机飞行姿态变化对机载相机成像质量影响的问题,采用坐标变换的方法建立像移计算模型,推导出因载机姿态变化引起的推扫式机载相机像移速度公式,分析像移对机载相机成像质量的影响,提出成像质量对姿态精度的要求,确定稳定平台的补偿精度要求。设计了一种三轴稳定平台进行像移补偿,对稳定平台进行了有限元仿真分析,并对稳定平台进行性能测试。实验结果表明,三轴稳定平台的角速度精度、反馈分辨率和回转精度等各项指标均满足设计要求,能有效补偿载机的飞行姿态变化。最后对机载相机进行了振动成像实验、室内成像实验和外场测试实验。采用刃边法对拍摄得到的图像进行传递函数测量,进行成像质量评价,振动成像实验结果与理论分析一致。
张泽昊[4]（2020）在《平面等周期光栅虚像像散规律与校正方法研究》文中进行了进一步梳理光栅是一种广为应用的重要光学元件,除了色散与分光作用外,还具有自成像功能与对一般物体成像功能。但平面光栅成像系统中普遍存在像散问题,严重影响成像质量。平面等周期光栅对物体成的虚像一般情况下都存在像散,只有其衍射光处于最小偏向角时才可消像散。本文将从数字图像处理的角度出发,研究并解决这类光栅成像系统的共性基础问题——像散。首先,本文分析了光栅成像系统的成像原理并分析光学系统常见的几种像差形式,在此基础上研究其退化模型,提出采用基于图像处理的图像复原方法,即通过卷积复原来实现消像散,相比于传统通过光学设计达到消像散的光学系统来说,图像复原具有独特的优势。此外本文还对常用的点扩散函数（Point Spread Function,PSF）提取方法进行分析,并采用刃边法对点扩散函数进行提取。其次,本文重点研究了刃边拟合函数的优化问题以及光栅成像系统的点扩散函数模型构建。对于刃边拟合问题提出了两个方面的改进方法:一是针对像散较大的图像传统刃边拟合函数无法有效进行拟合的问题,提出基于Boltzmann函数的刃边拟合方法,以提高刃边拟合准确度,从而提高后续点扩散函数的提取精度;二是针对拟合初始参数的选取进行实验测试,确定合适的初始参数,以提高拟合效率。接着给出光栅成像系统的点扩散函数模型,构建了以入射角为自变量的双曲线型点扩散函数模型,揭示了光栅成像系统点扩散函数的空间分布规律。最后,本文采用Lucy-Richardson算法实现图像复原,结合复原后的图像质量评价结果对采用不同拟合函数的图像复原效果进行对比分析。实验结果表明采用本文方法对不同像散程度的光栅图像的复原后,对于像散较小的部分图片,其中平均梯度（Grayscale Mean Gradient,GMG）提升均在22%以上,结构相似度（Structural Similarity,SSIM）提升均在72%以上;对于像散较大的部分图片,GMG提升均在60.2%以上,SSIM提升均在66.5%以上;同时对比不同拟合函数的复原效果,对于像散较大的图像该方法的效果明显优于同类方法。本文建立的点扩散函数模型也有利于对光栅成像系统特性的理解,为该类型成像系统的图像复原提供新的方法和途径,同时为光栅像散问题的研究奠定了理论基础,提供了解决方法。
宋元章,沈湘衡,李洪雨[5]（2020）在《利用并行神经网络进行航天软件质量评价》文中研究指明针对航天软件质量评价准确率不高、受主观因素影响较大、可扩展性较弱等问题,本文结合神经网络和DS证据理论,提出了一种利用并行神经网络进行质量评价的方法。将选取的软件质量评价指标数据分别输入到多个相互独立的并行的神经网络中以获得多个初步评价结果,利用DS证据理论对各初步评价结果进行融合获得最终评价结果。以某航天相机系统为实验对象,测试本文方法的有效性,实验结果表明:评价准确率可以达到95.23%,训练时间为576.00 ms,评价处理时间为77.50 ms。本文方法评价准确率较高、训练时间和评价时间较短,满足对航天软件进行质量评价的要求。
林菲[6]（2019）在《星载轻小型干涉成像相机关键技术研究》文中研究指明星载轻小型干涉成像相机是利用微透镜综合孔径技术与光子集成回路技术实现的新型计算成像相机。干涉成像相机能突破传统相机口径的限制,大大降低相机整体尺寸,因此有望实现星载相机轻小型,芯片化,在高分辨率侦察和空间探测等领域将发挥重要作用。本文主要工作是基于干涉成像原理的星载轻小型高分辨率相机的关键技术研究,包括干涉成像系统内部关键器件工作原理与整机工作流程研究、系统成像影响因素的作用机理研究,一种简单可行且能有效提升成像质量的新型微透镜阵列布局方案研究。论文的主要内容由以下几个方面组成:首先,介绍了干涉成像相机的理论基础和综合孔径成像技术。在基于对SPIDER相机的调研上,分析了轻小型干涉成像相机的整体结构。对其中的光子集成回路所使用的关键器件:波导阵列光栅、90°混频器与平衡式正交探测器进行了功能性说明,给出了轻小型干涉成像相机的整体工作流程。然后,建立了光波导耦合效率模型,分析了耦合效率与光学系统F/#、视场之间的关系,确定了干涉成像相机的初步参数。建立干涉成像相机的理论成像模型,并进行数值仿真。对成像影响因素包括基线匹配方式、微透镜占空比和采样间隔对相机成像效果的作用机理进行了说明,并对这三种因素对系统的具体影响结果进行了分析说明。给出了干涉成像相机与传统星载相机在性能参数方面的对照分析。最后,提出了一种简单可行且能有效提升成像质量的新型微透镜阵列布局方案——“车轮式”布局方案。通过对比“车轮式”布局与初代布局、加密式的初代布局的点源响应,“车轮式”布局下的系统极限分辨能力明显高于其他两种方式。应用全参考图像质量评价函数对这三种布局方式下得到的重构图像进行图像质量评价,结果表明,“车轮式”布局下有效地提高了干涉成像系统的成像质量。从系统结构参数和成像质量两个方面验证了该新型布局方案的简单有效性。
孙林[7]（2019）在《成像光学系统杂散光系数分析与计算》文中认为光学系统成像过程中,探测器上能接收到的光束除按正常光路进行的光束以外,还存在少量非成像光束,这些非成像光束在探测器上扩散的现象称为杂光现象。杂光的存在会导致光学系统成像质量下降,因此,杂光分析和杂光抑制是光学系统设计过程中必不可少的环节。本文详细研究了光学系统杂散光分析的基本理论,对光学系统杂光评价指标杂光系数（VGI）和点源透过率（PST）做了细致的分析。长期以来,人们致力于杂光系数的准确检测,并从理论与实验上相继开展了许多研究工作。一般情况下,杂光系数都是在光学系统加工装调完成之后,才运用实测方法得到,且如果实测结果达不到设计时的要求,需对光学系统的杂光抑制方法进行调整以增强其抑制效果。本文提出了一种在光学设计阶段求得杂光系数的方法。该方法运用光学仿真软件TracePro为光学系统进行建模、分析和光线追迹,运用数学分析软件Matlab对仿真结果进行拟合,最终求得杂光系数。由于折反射式光学系统（如卡塞格林系统、R-C系统等）口径较大、且主镜中心有一圆形孔径,杂光对此类系统的影响十分严重。本文对折反射式光学系统的消杂光措施如遮光罩、挡光环等进行了详细的研究。在设计遮光罩时发现,运用传统方法设计的遮光罩要么外遮光罩长度过长,造成光机系统重量和体积严重增加;要么次镜遮光罩口径较大,使系统中心遮拦增大,造成像面上成像光束照度降低。针对这一问题,本文提出了一种内嵌式遮光罩设计方法。对一典型R-C型光学系统进行内嵌式遮光罩设计,并与传统方法设计的遮光罩进行对比,结果表明,采用内嵌式遮光罩,可使光学系统外遮光罩长度明显缩短,中心遮拦减小,同时杂光抑制能力良好。
黄浩[8]（2018）在《典型彩色数字相机颜色标定的关键技术研究》文中指出随着数字技术的不断发展,彩色数字相机已经得到了广泛的应用和普及,由于数字成像设备成像过程中受到多种因素的影响,所以输出的图像与人眼实际观测的影像很难保持一致,如何提升成像质量成为该领域研究的重要方向,颜色作为反映彩色数字成像设备成像质量的重要组成部分,颜色保真度的还原将直接影响到对图像质量的评价,因此针对典型彩色数字相机进行颜色标定关键技术的研究,具有较高的理论价值和广阔的应用前景。随着我国航天技术水平和能力的提高,深空探测也逐步发展,彩色数字相机作为深空探测过程中重要有效载荷,担负着彩色成像的作用,由于彩色航天相机工作环境受到光照条件、相机本身等各种因素的影响,所以彩色航天相机的颜色标定一直是航天数字相机系统设计的关键和难点,地外星体探测作为我国近期航空航天探测的重要组成部分,其着陆器和巡视器上的彩色相机对图像颜色保真度的还原提出了新的挑战。本课题对典型彩色数字相机颜色标定的关键技术进行了研究,通过使用颜色校正、白平衡校正和颜色增强技术对相机的色彩进行特性化校正,以实现在多种照明和观察条件下的颜色准确还原,以保证相机拍摄图像的色彩或色貌还原的保真度。由于着陆器和巡视器上的彩色相机不仅担负着导航的任务,还要用于地表的成像和分析,因此实现精确颜色还原是空间相机的一个基本要求。由于相机的工作环境为外太空星体表面,因此着陆器和巡视器的空间有限,且又因为装置远离地球,数据处理和传输上受到一定限制,因此不宜采用需要使用大量训练样本的算法进行颜色标定,同时对算法的实时处理速度上也有一定的要求,因此算法的运算量不宜过大,针对以上问题,本文基于目前数字相机遵循的IEC的s RGB颜色标准以及航天彩色相机特殊的工作环境,采用基于多项式的CCM（Color Correction Matrix）颜色校正方法对彩色相机进行标定,该方法可以基本克服大部分算法速度慢,所需训练样本集较大的限制,满足颜色校正过程中处理精度和速度上的要求。通过对彩色数字相机的自动白平衡技术进行研究,提出了一种基于统计加权白点法的白平衡校正算法。该算法通过对图像进行分块,分区域统计图像的色度信息,并定义了灰区半径的概念,对灰区中的落点结合光源权重和距离权重,利用统计加权的方法对图像的白点进行确定,做出自动白平衡的判断,针对环境中的人眼适应程度不同,又提出了增益调整的概念,通过增益调整对白平衡的最终校正效果进行进一步的颜色修正,从而使其更加符合人眼的主观感受,提升算法的整体灵活性。针对空间相机的特殊使用场景,本文算法还可以针对具体场景加入特定的算法模块进行修正,提高了白平衡算法的鲁棒性和适应性。针对经过颜色校正模块和白平衡模块后部分颜色保真度下降,以及着陆器和巡视器相机成像目标和颜色较为固定的特点,提出了一种彩色相机的颜色增强技术,该技术通过在YCb Cr空间,对原有RGB到YCb Cr空间转换关系进行拆解,并划分出多个可调参数,通过调整参数数值,对RGB到YCb Cr之间的转换关系进行修改,从而改变转换到YCb Cr空间的颜色,间接实现对部分颜色的增强,通过此颜色增强技术,可以在尽量不影响其它颜色的同时,对图像色域范围中的部分颜色进行增强,并提高其保真度,从而进一步提高校正后的图像质量。
贺金平,阮宁娟,刘兆军,刘雨晨,庄绪霞[9]（2016）在《信息密度评价采样成像系统的合理性分析》文中研究指明针对信息密度评价采样成像系统性能理论依据不足的问题,文章提出通过对不同成像系统的信息密度和所成图像的质量评价参量进行一致性分析,来研究信息密度评价采样成像系统性能的合理性。信息密度是融合了系统调制传递函数、信噪比和混叠的综合成像质量表征参量,文章对成像系统的信息密度计算式进行了推导,在此基础上介绍了计算信息密度所需各分量的数学模型,进而对仿真流程进行了描述。仿真实验结果表明,成像系统信息密度值随着成像系统设计参量数值的变大而不断增加,计算得到的图像质量评价参量也呈现了相同的规律,信息密度与图像质量评价参量之间保持了较好的单调一致性。调整成像系统参数进行物理验证实验,实验结果进一步证明了利用信息密度评价采样成像系统性能的合理性。
袁航飞[10]（2016）在《航天相机星上自适应调光的研究》文中提出随着空间遥感科技的快速发展,遥感数据信息受到高度重视,提高航天遥感相机的成像质量是准确获取遥感数据信息的关键。航天遥感相机的调光是相机设计及应用的重要参数,影响着航天相机的成像质量。航天相机星上自适应调光技术需要预先获取目标场景信息,根据目标场景特性实时的调节曝光参数,避免由曝光量不足或过量引起图像信息的损失,是提高航天遥感相机成像质量的一项关键技术。由于线阵TDICCD航天相机采用推扫模式成像,对于同一场景只能成像一次,无法预判目标场景信息,星上自适应调光实现难度较大。为了实现线阵TDICCD推扫式航天遥感相机的星上自适应调光,本文设计了基于CMOS传感器的TDICCD焦平面结构,利用CMOS图像实现目标场景的分析预判,实现星上自适应调光。本论文主要完成了以下五个方面的工作:（1）深入研究了自适应调光原理及常见方法,详细分析TDICCD航天遥感相机的工作原理及成像模型。通过分析影响自适应调光的因素,提出航天相机星上自适应调光的关键点,最后详细介绍了航天遥感相机成像质量的评价方法;（2）针对TDICCD无法预先获取目标场景图像的问题,提出了一种基于CMOS的TDICCD焦平面结构实现目标场景的预先获取。利用CMOS获取的目标场景图像,结合CMOS的成像模型,实现航天相机入瞳处辐照度的计算,用于调节曝光参数。详细分析了目标场景图像功率谱与曝光时间的关系,构建了一个曝光时间评价函数用于确定最佳的曝光时间。（3）针对云层对入瞳处辐照度计算和图像功率谱统计的影响,提出了一种基于CMOS图像的实时云判方法。通过建立了晴空下航天相机入瞳处辐照度的模型,获取晴空条件下航天相机入瞳处辐照度的理论值,通过理论值与实际测量值的比较,对CMOS图像中是否有云进行快速的判决;在判决完成后,采用了聚类分析的方法对四个图像特征进行分类,完成云图像的识别和剔除,提高入瞳辐照度计算和图像功率谱统计的准确性。（4）以曝光特征统计结果为基础,实现了基于“灰度中值”的初步调光和基于图像功率谱的精密调光,推导了考虑积分级数和增益的TDICCD调光公式。提出了一种自适应线性拉伸的拉普拉斯图像增强方法,提升零级图像的视觉效果,防止由低位舍弃造成的图像信息损失。分析了调光参数对TDICCD航天相机成像指标的影响,确定调光参数的约束条件。利用TDICCD图像对调光参数进行校验,提高自适应调光算法的稳定性和可靠性。（5）介绍了TDICCD航天相机的硬件组成,设计了基于FPGA的自适应调光的硬件系统,对自适应调光算法进行了实验验证。本文对航天相机星上自适应调光算法进行了深入研究,设计了自适应调光硬件系统,进行了大量实验对本文提出的自适应调光算法进行验证。实验结果表明,对于不同的目标场景,本文算法可有效实现星上自适应调光的预期目标,图像的质量得到了有效的提高,算法的实时性和稳定性能够满足工程需求。
二、航天相机成像质量评价（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、航天相机成像质量评价（论文提纲范文）
（1）基于传递函数法的航空航天相机像质测试系统研发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 相机图像传输研究现状 |
| 1.2.2 相机光学系统性能测试研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及结构安排 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 结构安排 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 关键技术理论基础和总体方案设计 |
| 2.1 测试系统传递函数理论分析 |
| 2.1.1 光学传递函数基础理论 |
| 2.1.2 串联系统传递函数 |
| 2.1.3 MTF测试原理 |
| 2.2 MTF测试方法 |
| 2.2.1 狭缝法 |
| 2.2.2 刃边法 |
| 2.2.3 对比度法 |
| 2.3 测试系统高速以太网传输协议 |
| 2.3.1 千兆以太网技术简介 |
| 2.3.2 以太网协议规范介绍 |
| 2.3.3 以太网MAC协议 |
| 2.4 相机性能测试系统方案设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 相机高速图像数据传输系统设计 |
| 3.1 基于FPGA的千兆以太网传输设计方案 |
| 3.1.1 千兆以太网的整体系统逻辑设计构架 |
| 3.1.2 FPGA芯片的选择 |
| 3.1.3 物理层芯片选择 |
| 3.2 千兆以太网协议逻辑设计 |
| 3.2.1 数据包接收模块 |
| 3.2.2 自定义协议数据包封装模块 |
| 3.2.3 以太网MAC处理摸块 |
| 3.3 相机图像数据传输性能测试 |
| 3.3.1 仿真环境选取 |
| 3.3.2 Modelism仿真实现 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 相机MTF测试系统设计 |
| 4.1 MTF测试系统软件设计 |
| 4.1.1 测试软件总体设计框架 |
| 4.1.2 图像采集显示模块 |
| 4.1.3 图像校正处理模块 |
| 4.1.4 MTF值实时计算模块 |
| 4.2 MTF测试系统硬件组成 |
| 4.2.1 系统硬件总体示意图 |
| 4.2.2 系统器材说明 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 实验及结果分析 |
| 5.1 测试MTF流程 |
| 5.2 测试及结果分析 |
| 5.3 误差分析 |
| 5.3.1 系统测试环境 |
| 5.3.2 平行光管MTF |
| 5.3.3 图像噪声影响 |
| 5.3.4 CCD传感器的误差 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
（2）航天相机摆扫影像的超分辨技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号列表 |
| 第1章 序言 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状与发展 |
| 1.3.1 深度学习应用于遥感图像的研究进展 |
| 1.3.2 遥感图像的超分辨研究进展 |
| 1.3.3 摆扫遥感图像的畸变校正研究进展 |
| 1.3.4 研究现状总结 |
| 1.4 本文的内容安排 |
| 第2章 图像超分辨技术概述 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 图像超分辨降质模型 |
| 2.3 经典图像超分辨算法 |
| 2.3.1 频率域方法 |
| 2.3.2 非均匀插值方法 |
| 2.3.3 正则化方法 |
| 2.3.4 凸集投影法 |
| 2.3.5 迭代后向投影法 |
| 2.4 基于深度学习的图像超分辨算法 |
| 2.4.1 SRCNN超分辨 |
| 2.4.2 FSRCNN超分辨 |
| 2.4.3 ESPCN超分辨 |
| 2.4.4 VDSR超分辨 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 航天相机摆扫成像的理论与反演 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 摆扫成像的理论分析 |
| 3.2.1 横向摆扫成像原理 |
| 3.2.2 摆扫成像的分辨率退化分析 |
| 3.3 摆扫影像的校正模型 |
| 3.3.1 垂轨方向上的分辨率反演 |
| 3.3.2 沿轨方向上的分辨率反演 |
| 3.4 摆扫影像的地面成像试验 |
| 3.4.1 定比缩放仿真原理 |
| 3.4.2 地面仿真试验方案与分析 |
| 3.4.3 地面仿真试验总结 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于深度学习的遥感影像超分辨 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 wbiSRGAN遥感影像超分辨原理 |
| 4.2.1 SRGAN原理 |
| 4.2.2 从SRGAN到wbiSRGAN |
| 4.2.3 wbiSRGAN训练和重建流程 |
| 4.2.4 wbiSRGAN网络结构 |
| 4.2.5 wbiSRGAN的超参数 |
| 4.3 wbiSRGAN仿真实验 |
| 4.3.1 实验环境 |
| 4.3.2 实验数据 |
| 4.3.3 实验方案 |
| 4.3.4 结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结 |
| 5.1 论文研究工作总结 |
| 5.2 论文创新点 |
| 5.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（3）振动及飞行姿态对机载相机成像质量影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 相关领域研究现状 |
| 1.2.1 振动影响成像质量的研究现状 |
| 1.2.2 飞行姿态影响成像质量的研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 机载相机微振动响应仿真分析 |
| 2.1 机载相机光机集成分析方法 |
| 2.2 机载相机结构有限元建模及仿真分析 |
| 2.2.1 相机有限元模型的建立 |
| 2.2.2 相机模态分析 |
| 2.2.3 相机频率响应分析 |
| 2.2.4 相机瞬态分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 振动对机载相机成像质量的影响分析 |
| 3.1 光学元件面形拟合 |
| 3.1.1 光学元件的刚体位移 |
| 3.1.2 光学元件镜面Zernike拟合 |
| 3.1.3 光学元件面形变化 |
| 3.2 振动影响机载相机成像质量的评价 |
| 3.2.1 机载相机光学系统模型 |
| 3.2.2 光学系统的调制传递函数 |
| 3.2.3 光学系统的点列图 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 飞行姿态对成像质量的影响分析及稳定平台设计 |
| 4.1 像移速度向量模型 |
| 4.2 成像质量对飞行姿态的要求与分析 |
| 4.3 三轴稳定平台的研制 |
| 4.4 三轴稳定平台结构有限元分析 |
| 4.4.1 三轴稳定平台有限元模型的建立 |
| 4.4.2 三轴稳定平台静力学分析 |
| 4.4.3 三轴稳定平台模态分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 机载相机成像质量实验验证 |
| 5.1 振动成像实验 |
| 5.2 三轴稳定平台性能测试 |
| 5.3 室内成像实验 |
| 5.4 外场测试实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（4）平面等周期光栅虚像像散规律与校正方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本论文的研究意义及主要研究内容 |
| 1.3.1 研究目的及意义 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第二章 基于图像处理的点扩散函数提取技术 |
| 2.1 光学图像退化 |
| 2.1.1 几何像差 |
| 2.1.2 轴向色差 |
| 2.2 图像退化模型 |
| 2.3 点扩散函数提取技术 |
| 2.3.1 针孔像分析法 |
| 2.3.2 狭缝像分析法 |
| 2.3.3 刀口像分析法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 刃边函数拟合研究 |
| 3.1 光栅成像系统设计 |
| 3.2 刃边函数提取方法研究 |
| 3.2.1 刃边位置定位 |
| 3.2.2 刃边曲线预处理 |
| 3.3 基于Boltzmann函数的刃边函数拟合 |
| 3.3.1 拟合函数的对比 |
| 3.3.2 拟合初始参数 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 光栅成像系统特性研究与点扩散函数模型构建 |
| 4.1 透镜成像系统点扩散函数特性 |
| 4.2 光栅成像系统点扩散函数特性 |
| 4.2.1 光栅成像系统线扩散函数规律 |
| 4.2.2 光栅成像系统点扩散函数模型 |
| 4.3 点扩散函数的成像意义 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 光栅成像系统像散图像复原与评价 |
| 5.1 图像复原算法 |
| 5.1.1 逆滤波 |
| 5.1.2 维纳滤波 |
| 5.1.3 约束最小二乘方滤波 |
| 5.1.4 Lucy-Richardson算法 |
| 5.2 退化图像复原评价指标 |
| 5.2.1 平均梯度 |
| 5.2.2 结构相似性 |
| 5.3 像散图像复原结果 |
| 5.3.1 像散较小图像复原 |
| 5.3.2 像散较大图像复原 |
| 5.3.3 迭代次数对复原结果的影响 |
| 5.3.4 复原对比实验分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的主要科研成果 |
（5）利用并行神经网络进行航天软件质量评价（论文提纲范文）
| 1 并行神经网络航天软件质量评价 |
| 1.1 训练神经网络并计算其可信度 |
| 1.2 利用神经网络对软件质量进行初步评价 |
| 1.3 根据决策准则产生最终评价结果 |
| 2 实验验证与方法比较 |
| 2.1 实验概述 |
| 2.2 方法示例 |
| 2.3 方法比较 |
| 3 结论 |
（6）星载轻小型干涉成像相机关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的与意义 |
| 1.2 国内外干涉成像技术发展现状 |
| 1.2.1 国内外干涉成像技术的发展 |
| 1.2.2 国内外星载干涉成像载荷研究现状 |
| 1.2.3 国内外星载轻小型干涉成像相机研究现状 |
| 1.3 国内外干涉成像技术发展现状分析 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 干涉成像原理与相机工作流程 |
| 2.1 干涉成像基本原理 |
| 2.1.1 范西特-泽尼克定理 |
| 2.1.2 准单色光干涉 |
| 2.2 综合孔径干涉成像技术 |
| 2.2.1 像面干涉与瞳面干涉 |
| 2.2.2 系统频率覆盖技术 |
| 2.3 相机关键器件与工作流程 |
| 2.3.1 相机整体结构 |
| 2.3.2 光子集成回路 |
| 2.3.3 相机工作流程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 相机参数设计与数值仿真 |
| 3.1 相机初始参数设计 |
| 3.1.1 耦合效率与F/# |
| 3.1.2 耦合效率与视场 |
| 3.1.3 相机初始参数设计 |
| 3.2 相机数值仿真 |
| 3.2.1 相机理论成像模型 |
| 3.2.2 基线匹配方式对成像效果的影响 |
| 3.2.3 微透镜占空比对成像效果的影响 |
| 3.2.4 采样间隔对成像效果的影响 |
| 3.3 与传统星载相机性能对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 布局改进与成像质量对比分析 |
| 4.1 系统成像性能评价 |
| 4.1.1 基于基本参数提取的图像评价指标 |
| 4.1.2 全参考图像质量评价方法 |
| 4.2 改进前后成像效果对比分析 |
| 4.2.1 初代SPIDER布局 |
| 4.2.2 改进前后系统PSF对比分析 |
| 4.2.3 改进前后成像效果对比分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及科研成果 |
| 致谢 |
（7）成像光学系统杂散光系数分析与计算（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 杂散光分析的国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外杂散光研究现状 |
| 1.2.2 国内杂散光研究现状 |
| 1.3 论文的主要内容 |
| 第2章 光学系统杂散光分析的基本理论 |
| 2.1 折反射式光学系统 |
| 2.2 杂散光的来源与分类 |
| 2.3 杂散光分析的基本方法 |
| 2.4 光学系统杂散光抑制方法研究 |
| 2.4.1 光学系统遮光罩的设计 |
| 2.4.2 挡光环的设计 |
| 2.4.3 光阑的使用 |
| 2.4.4 结构表面处理的方法 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 杂散光对光学系统的影响 |
| 3.1 杂光抑制能力的评价指标 |
| 3.1.1 杂光系数 |
| 3.1.2 点源透过率(PST) |
| 3.1.3 杂光系数和点源透过率之间的关系 |
| 3.2 光学系统成像质量评价 |
| 3.2.1 光学传递函数 |
| 3.2.2 其它像质评价方法 |
| 3.3 光学系统杂光抑制能力与探测能力的关系 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 成像光学系统杂光系数分析与计算 |
| 4.1 R-C型光学系统的结构 |
| 4.2 结构表面特性建模 |
| 4.3 杂散光的光线追迹 |
| 4.4 仿真结果及分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 R-C型光学系统内嵌式遮光罩设计与分析 |
| 5.1 非成像直射杂散光的危害 |
| 5.2 传统外遮光罩设计方法的缺陷 |
| 5.3 内嵌式遮光罩设计原理 |
| 5.4 内嵌式遮光罩对中心遮拦的影响 |
| 5.5 设计实例及仿真结果分析 |
| 5.5.1 R-C型光学系统的结构 |
| 5.5.2 内嵌式遮光罩设计 |
| 5.5.3 成像质量对比 |
| 5.5.4 杂光抑制能力对比 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 本文的创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 发表论文情况 |
| 参与项目经历 |
| 致谢 |
（8）典型彩色数字相机颜色标定的关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 颜色校正技术 |
| 1.2.2 自动白平衡技术 |
| 1.3 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 人眼视觉感知与相机成像机制 |
| 2.1 人眼视觉系统与感知特性 |
| 2.1.1 颜色视觉理论 |
| 2.1.2 人眼的光学特性 |
| 2.1.3 人眼的颜色视觉特性 |
| 2.2 辐射度学与光度学的基本概念 |
| 2.2.1 CIE标准色度系统 |
| 2.2.2 CIE1931标准色度系统 |
| 2.2.3 CIE1964标准色度系统 |
| 2.2.4 CIE标准照明体和照明光源 |
| 2.3 均匀颜色空间与色差公式理论 |
| 2.3.1 CIELAB色彩空间 |
| 2.3.2 其它色差公式 |
| 2.4 色貌模型与图貌模型 |
| 2.4.1 色貌属性、色貌现象及色貌模型 |
| 2.4.2 图貌模型 |
| 2.5 心理物理学基本实验方法 |
| 2.5.1 心理物理学的定义及方法 |
| 2.5.2 有关颜色的心理物理学实验方法 |
| 2.5.3 有关颜色的心理物理学实验参数设计 |
| 2.6 数字相机成像系统的发展与关键技术简介 |
| 2.6.1 光电成像系统与图像传感器的发展 |
| 2.6.2 数字相机成像机制与成像系统 |
| 2.6.3 相机的彩色成像原理 |
| 2.6.4 相机的辐射度定标与光谱定标 |
| 2.6.5 相机的曝光原理与曝光质量评价 |
| 2.6.6 相机的调焦控制与聚焦方式 |
| 2.6.7 彩色相机的白平衡技术 |
| 第3章 彩色数字相机的颜色校正技术研究 |
| 3.1 彩色数字相机常用的颜色校正方法 |
| 3.1.1 查找表法 |
| 3.1.2 多项式方法 |
| 3.1.3 神经网络方法 |
| 3.2 基于多项式的CCM颜色校正方法 |
| 3.2.1 最小二乘法 |
| 3.2.2 加权最小二乘法 |
| 3.2.3 基于多项式的CCM颜色校正方法 |
| 3.2.4 可视化颜色为校正软件编写 |
| 3.3 实验与实验数据分析 |
| 3.3.1 实验方案 |
| 3.3.2 实验仪器 |
| 3.3.3 实验过程 |
| 3.3.4 实验数据处理 |
| 3.3.5 结果分析与评价 |
| 第4章 彩色数字相机的自动白平衡技术研究 |
| 4.1 相机自动白平衡技术研究现状 |
| 4.1.1 灰度世界法 |
| 4.1.2 完美反射法 |
| 4.1.3 边缘白点检测法 |
| 4.1.4 标准差加权法 |
| 4.2 数字相机自动白平衡校正技术 |
| 4.2.1 统计加权白点法的自动白平衡方法 |
| 4.2.2 校正软件编写 |
| 4.3 实验与实验数据分析 |
| 4.3.1 实验平台与方案概述 |
| 4.3.2 仿真实验 |
| 4.3.3 结果分析与评价 |
| 第5章 彩色数字相机的颜色增强技术研究 |
| 5.1 数字相机颜色增强技术 |
| 5.2 颜色增强辅助工具编写 |
| 5.3 实验与实验数据分析 |
| 5.3.1 实验平台与方案概述 |
| 5.3.2 仿真实验 |
| 5.3.3 观察者实验 |
| 5.3.4 结果分析与评价 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（9）信息密度评价采样成像系统的合理性分析（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 信息密度 |
| 2 计算信息密度的各分量数学模型 |
| 2.1 系统调制传递函数模型 |
| 2.2 信噪比模型 |
| 2.3 辐射场景量化表征模型 |
| 3 实验验证与分析 |
| 4 结束语 |
（10）航天相机星上自适应调光的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.1.1 高分辨率航天遥感相机的特点及发展状况 |
| 1.1.2 影响航天遥感相机成像质量的因素 |
| 1.1.3 航天相机自适应调光的重要性 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容和结构 |
| 第2章 TDICCD航天相机星上自适应调光的理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 自适应调光原理及现有的自适应调光方法 |
| 2.2.1 自适应调光原理 |
| 2.2.2 现有的自适应调光算法 |
| 2.3 TDICCD航天相机的系统组成及工作原理 |
| 2.3.1 航天相机的系统组成 |
| 2.3.2 TDICCD的结构及工作原理 |
| 2.3.3 多TDICCD机械拼接结构 |
| 2.3.4 TDICCD航天相机成像过程的数学模型 |
| 2.4 TDICCD航天相机的调光方式分析 |
| 2.5 影响TDICCD航天相机星上自适应调光的关键点 |
| 2.6 航天相机成像质量的重要评价指标 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于CMOS图像的曝光特征统计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于CMOS的TDICCD焦平面结构 |
| 3.2.1 CMOS图像传感器的优点 |
| 3.2.2 基于CMOS的TDICCD焦平面结构 |
| 3.3 目标场景图像的获取方法 |
| 3.4 目标场景图像曝光特征统计 |
| 3.4.1 航天相机入瞳处辐照度的统计 |
| 3.4.2 基于图像功率谱的曝光特征统计方法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 星上实时云判方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 星上实时云判的背景及意义 |
| 4.2.1 云的物理特性和成像特性分析 |
| 4.2.2 实时云判对星上自适应调光的重要性 |
| 4.2.3 常见的云判方法 |
| 4.3 星上实时云判算法 |
| 4.3.1 云图的判决 |
| 4.3.2 基于模式识别的云识别与剔除算法 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 星上自适应调光方法的实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 星上自适应调光算法流程 |
| 5.3 星上自适应调光算法 |
| 5.3.1 行周期设置 |
| 5.3.2 基于“灰度中值”的初步调光 |
| 5.3.3 基于图像功率谱的精密调光 |
| 5.3.4 图像增强方法 |
| 5.4 调光参数的控制条件 |
| 5.4.1 调光参数与航天相机成像指标的关系 |
| 5.4.2 调光参数的约束规则 |
| 5.5 基于TDICCD图像的调光参数的校正 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 实验平台及算法验证 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 硬件实验平台 |
| 6.2.1 TDICCD相机的硬件系统组成 |
| 6.2.2 自适应调光系统的硬件实现 |
| 6.3 实验结果与分析 |
| 6.3.1 自适应调光算法验证实验 |
| 6.3.2 图像增强算法验证 |
| 6.3.3 行周期验证实验 |
| 6.4 算法性能分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 论文主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间学术成果情况 |
| 指导教师及作者简介 |
| 致谢 |
四、航天相机成像质量评价（论文参考文献）
- [1]基于传递函数法的航空航天相机像质测试系统研发[D]. 李跃. 西安理工大学, 2020(01)
- [2]航天相机摆扫影像的超分辨技术研究[D]. 徐超. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020(04)
- [3]振动及飞行姿态对机载相机成像质量影响的研究[D]. 王俊强. 长春工业大学, 2020(01)
- [4]平面等周期光栅虚像像散规律与校正方法研究[D]. 张泽昊. 广西大学, 2020(02)
- [5]利用并行神经网络进行航天软件质量评价[J]. 宋元章,沈湘衡,李洪雨. 哈尔滨工程大学学报, 2020(04)
- [6]星载轻小型干涉成像相机关键技术研究[D]. 林菲. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [7]成像光学系统杂散光系数分析与计算[D]. 孙林. 长春理工大学, 2019(01)
- [8]典型彩色数字相机颜色标定的关键技术研究[D]. 黄浩. 北京理工大学, 2018(07)
- [9]信息密度评价采样成像系统的合理性分析[J]. 贺金平,阮宁娟,刘兆军,刘雨晨,庄绪霞. 航天返回与遥感, 2016(03)
- [10]航天相机星上自适应调光的研究[D]. 袁航飞. 中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所), 2016(08)