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第卷第期红外与激光工程年月
.. .
改进的基于泊松模型的极大似然恢复算法
米强。,殷兴良。,费锦东。
.中国航天科工集团二院研究生院,北京;
.中国航天科工集团公司,北京;.中国航天科工集团二院二部,北京
摘要:从高速流场扰动的失真图像中恢复出满足制导系统所需精度的目标图像是需要研究的课
题。的基于泊松模型的极大似然校正算法存在平凡解的问题,针对此问题,提出在原算法的极大似
然概率估计函数中增加适当的修正项来约束迭代校正算法向正确的方向收敛。讨论了修正项中参数的优
化问题,提出按照使校正后图像的熵最小的优化准则来选取合适的修正参数。最后使用了实际风洞模拟实
验中获得的气动光学效应降晰图像来测试改进算法的校正效果,同时给出原算法的校正结果以便比较。测
试结果表明,改进算法有效消除了原算法的平凡解问题,校正效果较原算法有较为明显的提高。
关键词:泊松模型; 极大似然估计; 图像校正; 气动光学
中图分类号: 文献标识码: 文章编号:———
一,—,—。
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引言应的存在,使得在大气层内飞行的导弹的探测系统在
捕捉目标时遇到严重问题,虽然可以通过优化导弹光
飞行器在大气层中高速飞行时,其光学头罩与来学头罩和侧窗制冷等途径来降低这一效应的影响,但
流之间发生剧烈的相互作用,导致头罩周围流场不断并不能解决这一问题。这使得如何在受到高速流场扰
变化,这将影响来自目标光线的传输,使光学成像器动的失真图像中恢复出满足制导系统所需精度的目
中的目标图像产生模糊、抖动、偏移和能量衰减,这种标图像成为需要研究的课题。此外,这一课题所取得
效应被称为飞行器高速流场光学传输效应Ⅱ。这一效的研究成果,也可以应用于解决诸如数码相机、摄影
收稿日期:——; 修订日期:——
作者简介:米强一,男,湖南洞口人,硕士生,研究方向为气动光学图像数字校正。:.
导师简介:殷兴一,男,北京人,研究员,博士生导师,博士,研究方向为武器系统总体及气动光学总体。:.
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红外与激光工程第卷
机等的由气流扰动所引起的图像模糊问题。
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数学模型
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设为成像阵列上的位置变量,其定义域为,
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而目标光源的光强分布为人,如果用来表征在没
有任何模糊因素的理想情况下所探测到的来自目标则在给定的条件下,的对数概率可表示为:
光源的第个光子的成像位置,那么可以把这些点视
。一∑∑Ⅳ△
为目标光源的真实成像点。有限数目的上述成像点就
构成了一个非均匀泊松随机点过程,而该随机过程的式中:是·的相应矢量形式; 表示在位置
密度函数为人。这些真实成像点的总数是个随机
处的像素点上的真实光子数,它对应在没有模糊因素
变量,它也服从泊松概率分布,且其均值可表示为:
的理想条件下目标光源与像素点处成像灰度。类似
的,在给定以及的条件下,的对数概率可表示
: ∑∈
为。】:
而这些真实成像点各自的光子累计总数也服从
。,一∑,∑, △
泊松概率分