中继透镜分辨率在像素编码曝光成像中对图像重构质量的影响分析

摘要

像素编码曝光成像技术是一种先进的高速成像技术,其利用数字微镜器件(digital micromirror device,DMD)对相机每个像素的曝光进行编码,将多帧图像信息融入到单帧编码图像中,然后再利用解码算法进行图像重构,将低帧频相机的图像采集速率提升数倍,实现低帧频相机的高速成像.在该技术中,DMD的像素与相机像素之间的精确匹配是实现编码曝光成像的前提,因此,相关研究人员主要关注于如何实现像素的精确匹配.然而,两者之间中继成像系统的分辨率作为编码曝光成像的另一重要影响因素,却鲜有人研究和分析.为此,本文从理论上分析了中继成像系统的分辨率对解码图像重建效果的影响,并结合模拟和实际成像实验对理论分析进行验证.在此基础上,搭建了像素编码曝光成像系统,提出了一种基于条纹相位的成像系统点扩散函数估计方法,并将Richard-Lucy反卷积算法引入到编码图像的重构过程中,有效改善编码曝光成像的质量,对于像素编码曝光成像技术的发展具有重要的意义.