频谱编码超分辨率成像分析与仿真.pdf

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1、第39卷第6期光电工程V_0l_39．NO．62012年6月Opto-ElectronicEngineeringJune，2012文章编号：1003—501X(2012)06—0017—05频谱编码超分辨率成像分析与仿真陶然，一，杜述松，张文喜，2(1．中国科学院光电研究院，北京100094；2．中国科学院研究生院，北京100049)摘要：随着遥感图像分辨率需求的不断提高以及遥感卫星朝着小型化方向发展，超分辨率技术越来越受到重视。频谱编码超分辨率技术是近年来出现的新的超分辨率方法。它较传统的超分辨率方法而言，结构简单，且能实现较高的超分辨率倍数。频谱编

2、码板是频谱编码超分辨率技术的关键部件。根据傅里叶光学ate-&开分析，对频谱编码板进行了简单的设计，并对一维和二维频谱编码超分辨率方法进行仿真。根据仿真结果对影响因素进行了分析，并简要的提出了解决方案。关键词：频谱编码；超分辨率；傅里叶透镜；码分复用中图分类号：TP391文献标志码：Adoi：10．3969~．issn．1003-501X．2012．06．003AnalysisandSimulationofSuperresOlutiOnbyCodeDivisionMultiplexingTAORan，一，DUShu．song，一，ZHANGWen．xi

3、l，(1．AcademyofOpto—electronics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100094，China；2．GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)Abstract：Geometricsuperresolutionisallimportanttechnologytoimproveresolutionofremotesensing．Codedivisionmultiplexingisanewmethodofthetec

4、hnology．Thismethoddoesnotinvolveadditionalmechanicalelements，suchasthoseusedformicroscans．Fixingthecode—division-multiplexingboardusingtheFourieropticsisdiscussedandthe1Dand2Dimagesaresimulated．Then，theinflunceingfactorsontheresultofsimulationsareanalyzed，andthesolutionsaregiven

5、briefly．Keywords：codedivisionmultiplexing；superresolution；Fourierlens；CodeDivisionMultipleAccess(CDMA)0引言随着遥感图像分辨率需求的不断提高以及遥感卫星朝着小型化方向发展，轻小型和高分辨率光学遥感器已经成为世界各国航天界在空间遥感领域研究的热点问题。但由于CCD加工工艺的瓶颈限制，寻找一种能够利用现有低分辨率的CCD来获得高分辨率的数字图像的方法更具有迫切性。超分辨率成像技术就是在这些需求背景下应运而生的，它是一种非常经济、非常有效的实现遥感卫星高分辨

6、率和小型化的技术途径[1]o1频谱编码超分辨率原理2005年，以色列TelAviv大学的JonathanSolomon等人率先提出将CDMA(码分复用)技术应用于超分收稿日期：201卜1O—O9l收到修改稿日期：2012一O卜16基金项目：国家自然科学基金支持项目(40804036)作者简介：陶然(1981一)，男(汉族)，．湖北黄石人。助理研究员，博士研究生，主要研究工作是超分辨率成像技术和光谱成像技术。E-mail：taoran@aoe．ac．cn。http：／／www，gdgcaccnl8光电工程2012年6月辨率成像中。这种方法同样不需要任何运

7、动部件。它基于CDMA技术，通过在透镜之前放置编码板，对频谱的重叠部分采用不同的编码，这些编码相互正交，且编码必须在目标的傅里叶平面上。如图1所示引。咖在很多成像系统中，CCD像元的大小限制了系统的空间分辨率。这种CCD欠采样过程会引起频谱混叠，是由于在频域中相当于将输入的信号频谱乘上一个光栅，其光栅常数为．，结果是输入信号带宽在采样频率的各个整数倍处进行复制。由于输入的信号带宽较大，所以基频和左右相邻的复制频谱相混叠，如图2所示。因此，数字处理系统进行重建时，可有效利用的基频信息已经大大减少。为了解决目前的图像重建系统存在的问题，须遏制该过程中欠采样

8、引起的频率混叠。现在采用的新方法是根据Shannon提出的优化信息传输的原理，对信号进行适当地