1、?天文光干涉與綜合孔徑圖像重構技術,優(yōu)勢在光學綜合孔徑成像技術實現以前,單孔大口徑望遠鏡是天文觀測的有效手段，但其分辨率受限于口徑大小及大氣湍流的影響。綜合孔徑望遠鏡成像技術：將光干涉技術與天文望遠鏡綜合陣相結合來提高望遠鏡的空間分辨率，而且它引入了自適應光學的概念來實現對大氣擾動的實時補償,最大限度地降低了其對視見度的影響。,光學綜合孔徑成像原理,光干涉成像的原理：單孔徑望遠鏡的出瞳可以看成是大量 “ 針孔”的集合，像強度頻譜中空

2、間頻率（ ） 的頻率分量在出瞳上，至少有一對矢量間距為： 是波長，Z是像到出瞳的距離。故像的空間頻率與出瞳面內的“針孔對”間距建立了對應關系。,恒星光干涉儀的原理,,分辨率,受到大氣擾動及溫度差異，到達地面的同一星光波前不再是平面,而是在兩維方向上呈波浪狀使得從干涉儀中提取出的相位己經完全失真,,,光學綜合孔徑成像原理,如果把出瞳面各“針孔”視為直徑有一定大小的

3、數個子孔徑,在像面上的成像就可稱為綜合孔徑成像。,改變uv覆蓋（空間頻率覆蓋）：增加望遠鏡的孔徑數目；在望遠鏡數目不變的情況下,改變望遠鏡陣的幾何排列,即望遠鏡陣中望遠鏡相對位置的變化,非即時VU覆蓋：通過子孔徑位置的變化或基線旋轉的方法來滿足全覆蓋或滿足圖像重構的UV抽樣，缺點是時間長，分辨率低 即時VU覆蓋：斐索干涉儀式的綜合孔徑望遠鏡系統(tǒng)，所有的UV測量同時進行,并在整個VU測量范圍不允許存在間隙。孔徑陣列排列的優(yōu)化：加

4、權因子評價法，嫡評價法,閉合相位技術,缺少相位信息,使得重構出的圖像非常模糊、失真,根本就辨認不出目標的結構分布。三個孔徑形成的綜合孔徑陣，真實的相位之和與觀測相位之和相等,如果望遠鏡數目為N(N>3),兩兩組合形成基線,有 條基線有 種可能的閉合三角形,即有同樣數目的閉合相位.有 個是非獨立的獨立的閉合相位有獨立的閉合相位中可恢復的相位信息比例

5、 N=3時有效相位信息是33%；N=21有效相位信息提高至90%,閉合相位測量技術,1、復平面雙光譜求均值：雙光譜的振幅等于構成一個閉合三角形的三條基線的可見度振幅相乘,其相位正好等于閉合相位，由于噪聲影響需要對雙光譜取均值。,,2、孔徑掩摸法：三個孔徑的掩模板實驗,則像平面上得到的三組干涉條紋,對干涉能量譜進行測量可以提取出三組干涉條紋的空間頻率。再對經過這個三孔徑的掩模板后的圖像進行傅立葉變換,將頻譜圖上對

6、應于剛求得的三個空間頻率點的傅立葉的相位相加,結果即為閉合相位。,圖像重構算法研究,根據范西特一澤尼克定理,天體亮度分布I(x,y)與可見度函數之間是傅立葉變換對的關系,即 由于干涉儀陣對VU平面不能實現完全采樣,從而對測得的可見度函數作傅立葉逆變換得到的不是真實亮度分布I(x,y),而是 稱之為

7、“臟”圖,需要對“臟”圖d進行消卷積。,MEM(最大熵)算法,設要恢復的圖像I=( )定義圖像熵限制條件 , 圖像I作傅立葉變換得到的可見度函數, 測量的可見度, M為總的對VU平面的采樣點數，為第j個點的噪聲方差， 為第j個點的噪聲方差。通過增加 值計算 直至C值減小到剛好小于

8、M，則可停止計算,實現圖像重構的幾種算法,1、迭代混合算法混合圖像要滿足三個標準:亮度分布處處為正?？梢姸日穹c觀測的可見度振幅相一致。其頻譜計算得到的閉合相位與測量的閉合相位相一致。,假設N一1條基線上的相位由模型頻譜相位得來,再將這N一1個相位值代入觀測得到的（N-1）(N-2)2/個閉合相位關系中,從而解得剩余（N-1）(N-2)2個相位值,將這總共N(N一1)2/個通過計算得到的相位與測得的N(N一l)2/個可見度振幅值

9、相結合,即得到混合可見度。對混合可見度作傅立葉逆變換,并強加一些限制條件,即得到“臟”圖。 接下來再利用clean算法消卷積得到“干凈”圖，將其與模型圖相比較,如果在誤差范圍內是完全相同的,則這幅“干凈”圖就是真實源分布，迭代終止。,迭代混合重構實驗目標源分布圖：一個FWHM等于8 pixels、呈高斯分布,經過10次左右的迭代,混合重構得到的目標形狀和總強度與clean恢復結果基本相同。,雙光譜法,對微弱的、擴展

10、的光源的重建更合理一些,信噪比較高。,相對熵函數 N為像素數， 分別是重建像和參考像第i個像素點的強度限制條件 時間序列第l次采樣 非線性，所以用獲得I,其中 是常量可由