基于别汉棱镜红外调频层析单像素并行成像系统设计

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红外成像技术需求日益增长,因成本和工艺水平的原因,限制了红外成像技术的应用。为实现对较弱的红外辐射进行成像且节约成本并提高成像的细节分辨率,提出将光学层析技术与调频调制盘成像技术相结合的方法来实现一种低成本情况下获得更高分辨率和极高信噪比的成像系统。经实验验证,该技术能够在红外焦平面阵列无法进行成像的情况下仍能保证成像的稳定性。本文主要研究工作和成果包括:1、以层析成像中的傅里叶中心切片定理为基础,深入研究频率调制调制盘成像的原理,提出借助频率调制盘调制各个角度下的投影信息,借助调制盘空间滤波特性,大大提高整个系统的信噪比。2、搭建以精密的别汉棱镜组、高精度转台和柱面镜等光学元件组成的层析成像的硬件系统,设计成像系统光路并且使用光学仿真软件对光路进行模拟仿真,经仿真验证本次实验所设计的光路完全能够满足实验需求。3、提出一种新的数据处理方案以解决串行图像重建算法重建速度较慢的问题。分析滤波反投影算法特点,设计借助GPU的并行数据处理程序,该程序相比与传统的串行重建程序,可以提升10倍以上的重建速度。
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