基于可见光的多波长衍射透镜的设计与分析

针对传统衍射透镜在可见光波段工作波长单一、色散严重等问题,提出一种能同时在多个波长工作的衍射透镜的设计方法,该设计方法可以让衍射透镜在几个波长处具有相同位置的焦点,解决了传统衍射透镜在成像时焦点偏移的问题,将所设计的透镜命名为多波长衍射透镜。通过最小化一个目标函数来寻找衍射透镜表面每一个位置的最佳微结构高度,该目标函数描述了多波长衍射透镜在工作波长处的复透射函数与传统衍射透镜的复透射函数的偏差。基于该方法设计了适用于三波段的衍射透镜,并采用标量衍射理论进行仿真分析,结果显示其在设计波段内具有良好的消色差效果。     

基于稀疏先验的合成孔径光学系统的图像复原方法

由于通光面积减小以及系统共相误差等原因,合成孔径光学系统的成像会出现降质模糊。针对该问题,提出一种基于L₀范数的稀疏先验图像复原方法。对合成孔径系统的退化过程建模,通过统计分析与数学验证,发现退化后图像的暗通道值变成非极小值。基于暗通道理论提出图像复原算法模型,将暗通道和梯度先验以L₀范数的形式作为正则化项进行约束,光学系统阵列结构下计算的点扩散函数作为初始模糊核;最后,使用半二次分裂法迭代求解最终估计的清晰图像。在仿真实验中,不同活塞误差下和多场景下方法均能够提升图像的对比度、还原细节部分,迭代5次复原后的平均峰值信噪比分别达到23.13 dB和23.79 dB,平均结构相似度分别达到0.77和0.80,优于维纳滤波与Richardson-Lucy方法。在合成孔径相机实际拍摄图像的复原中,本文方法仍然能够有效还原退化图像。