基于MHD角速度传感器的面阵相机模糊图像复原

摘要：

在轨卫星平台上普遍存在着宽频带、低幅值的微角振动,随着对航天相机探测能力和遥感图像空间分辨率要求的不断提高,微角振动对星载光学系统成像质量的影响更加突出.针对高频微角振动造成的图像模糊问题,提出使用磁流体动力学(magnetohydrodynamics,MHD)角速度传感器测量面阵相机受到的微角振动,并根据面阵相机角运动信息构建点扩散函数,进一步采用基于全变差正则化的图像复原算法实现图像复原,从而提高图像质量.首先,在分析航天相机受到微角振动干扰产生像移原因的基础上,建立像移模型,并根据像点在焦平面上的移动轨迹构建点扩散函数.其次,搭建实验系统模拟航天相机在微角振动环境下的成像过程,在垂直于光轴的方向上施加单频正弦角振动干扰,并使用 MHD 角速度传感器进行探测.最后,利用基于全变差正则化的图像复原优化算法对模糊图像进行复原,并基于图像的调制传递函数对复原图像质量进行评价.实验结果表明:当微角振动频率在 20～300 Hz 内,且产生的像移在 13 个像元以下时,复原图像的调制传递函数积分面积可达到静态图像积分面积的 90%以上,图像细节清晰,对比度得到明显提升.对同一频点进行多次重复实验,结果表明该方法具有良好的重复性.相关实验结果表明,基于 MHD 角速度传感器的微角振动测量方法和图像复原算法相结合能够显著提高航天相机的成像质量.

关键词：MHD角速度传感器、微角振动、成像质量、图像复原

所属期刊栏目：56

分类号：TP751.1(遥感技术)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;深海技术科学太湖实验室揭榜挂帅项目;中国博士后科学基金资助项目

在线出版日期：2023-06-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：796-806