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第22卷第8期2014年8月
光学精密工程
OpticsandPrecisionEngineering
Vol.22No.8Aug.2014
文章编号1004-924X(2014)08-2026-06
光学掩模实现几何超分辨成像的仿真
刘晶丹1*,许廷发1,荀显超2,刘子伟1,王洪庆1,饶志涛1
(1.北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室，北京100081;
2.空军航空大学飞行基础训练基地基础部，吉林长春130022)
摘要：将基于实际CCD模型的频谱编码方法引入光电成像系统，以克服CCD对空间分辨率的限制，实现几何超分辨成像。介绍了光学掩模实现几何超分辨成像的工作原理，基于实际的CCD模型在4f成像系统的频谱面上放置光学编码掩模来提高图像分辨率。对该成像系统模型进行了数学分析，从理论上证明了这种基于实际CCD模型的频谱编码方法的有效性。根据建立的理论完成了基于一维光学编码掩模方法的仿真实验。仿真结果表明：提出的方法能实现几何超分辨成像，解决了光电成像系统中因CCD欠采样造成的物频谱混叠和因像素尺寸非零而造成的低通效应问题。与传统的超分辨方法相比，该方法的系统结构简单、易实现。
关键词：几何超分辨；超分辨成像；光学掩模；频谱编码；CCD实际模型
中图分类号：0438.2;TN386.5文献标识码：Adoi:10.3788/OPE2026
Simulationofgeometricsuperresolutionimagingbyusingopticalmask
LIUJing-dan,XUTing-fa1,XUNXian-chao2,LIUZi-wei1,WANGHong-qing1,RAOZhi-tao1
(1.KeyLaboratoryofPhotoelectronicImagingTechnologyandSystemoftheMinistryofEducation,
SchoolofOptoelectronics,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China;
2.BasicDepartmentofBasicFlightTrainingBase,AirForceAviationUnizersity,Changchun130022,China)
*Correspondingauthor,E-mail:superdan1988@126.com
Abstract:AfrequencyspectralcodingmethodbasedonapracticalCCDmodelwasaddedintoaphoto-electronicimagingsystemtoovercometheCCDlimitationonspatialresolutionandtoachievegeomet-ricsuperresolutionimaging.Theworkingmechanismofthegeometricsuperresolutionimagingwithanopticalmaskwasintroduced.OnthebasisofthepracticalCCDmodel,theopticalmaskwasplacedontheFouriertransformplaneofthe4fimagingsystemtoimprovetheimageresolution.Amathe-maticalmodeloftheimagingsystemwasestablishedandrigidlyanalyzed.TheproposedfrequencyspectralcodingmethodbasedontheCCDpracticalmodelwasdemonstratedtobevalidlyintheory.Mathematicalmodelingandsimulationontheproposedmethodinonedimensionaloptic
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