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氣動光學效應校正:原理、方法與應用(“十二五”國家重點圖書出版規劃項目)

氣動光學效應校正:原理、方法與應用
氣動光學效應校正:原理、方法與應用(“十二五”國家重點圖書出版規劃項目)
作者:張天序,洪漢玉,張新宇(著)

圖書詳細信息:
ISBN:978-7-312-03331-5
估價:99.00元
版本:1
裝幀:軟精裝
預計出版年月:201401
叢書名稱:當代科學技術基礎理論與前沿問題研究叢書:中國科學技術大學校友文庫

圖書簡介:
  本書以高速飛行器導航、制導和遙感探測中面臨的氣動光學效應問題為應用背景,總結了張天序教授及其領導的課題組十余年來在氣動光學效應校正方向的研究成果。該書聚焦交叉學科的核心問題,在全面介紹氣動光學效應基本原理的基礎上,深入分析研究了成像譜段優選、熱輻射校正、單幀圖像和序列圖像校正恢復、相位校正恢復、模型和知識約束的智能校正恢復以及數字/光電混合校正等方面的新方法、新技術。該專著不僅具有好的理論深度,而且具有重要的應用價值。
  本書適合從事光學、空氣動力學、光電子學、精確制導與控制、計算機和信號信息處理等領域研究的科技人員閱讀,也可作為高等院校師生的教學參考用書。
前言:
  隨著大氣層內外高速飛行器的發展,氣動光學的研究和應用日益受到科技與工業界的重視。為了實現高速飛行條件下對場景的探測,自身導航、制導和通信的需要,高速飛行器一般都攜帶有主動/被動光學系統,如激光投射裝置或光學成像探測裝置。在大氣層內飛行時,高速來流與飛行平臺及所載成像裝置之間相互作用,形成復雜流場,對平臺攜帶的成像探測和導航、制導系統產生光學傳輸干擾和熱輻射影響,導致投射光束或場景圖像的模糊、抖動、偏移、光強減弱或飽和,這種效應稱為氣動光學效應(AeroOptic Effects)。它包括流場光學傳輸效應,流場與投射/探測窗口、光學頭罩相互作用所產生的氣動熱輻射效應等。在大氣層外飛行,探測大氣層內場景和目標時,遠場大氣層內復雜流場的氣動光學傳輸效應影響也不能忽視。
  氣動光學效應引起主動光學系統投射距離的縮短,遠場投射光束強度的擴散和定位誤差;被動光學成像探測系統成像品質劣化,探測距離縮短及導航、制導誤差擴大;嚴重時,成像探測系統、導航制導系統甚至喪失應有的功能。所以必須研究控制氣動光學效應和校正氣動光學效應的理論、方法和技術。
  氣動光學研究的主要內容包括高速流場對光波傳輸和光學成像的影響機理以及從源頭上如何控制或抑制,以減輕氣動光學效應不利影響等問題,重點關注可壓縮流場的密度分布與光波傳輸特性之間的相互關系及其可抑制性。特別對被動光學系統而言,氣動光學效應校正應在氣動光學效應產生和控制機理指導下,建立校正畸變、恢復失真場景信息的理論、方法和技術。這是本書要討論的課題。
  本書是作者及所領導的課題組過去十余年以來在該領域學習、研究和實踐工作的總結。本書力求理論聯系實際,奉獻該書于讀者的目的,是推動國內氣動光學效應校正及其應用研究的發展,滿足從事相關學科研究、教學和應用的科技工作者和研究生的參考需要。
  本書所涉及的研究工作得到了國家自然科學基金重點項目(編號:60736010)和國家重大基礎研究項目(編號:51323020202,513230203024)的資助和支持,本書的出版得到了中國科學技術大學校友文庫出版基金的資助,在此一并表示感謝。
  作者在開展相關研究工作和撰寫本書的過程中,有幸得到清華大學金國藩院士,北京理工大學周立偉院士,航天科工集團殷興良研究員、費錦東研究員、袁健全研究員、張麗琴研究員、郭勤研究員和朱南機教授等許多專家和領導的指導、支持、建議和幫助,在此表示衷心的感謝。
  作者感謝在本書文稿準備過程中諸多同事和學生的貢獻,包括富有啟發性的討論和建議,編程,計算,調試,準備、整理、補充、編輯和打印有關材料。他們是:鐘勝、顏露新、陳建沖、關靜、王澤、劉立、陳浩、左芝勇、張坤、張必銀、翁凱劍、武道龍、何成劍、涂嬌嬌、余國亮、王寧宇、盧曉芬、符俊杰、王進、陳榮華、余錚、宋治、孫向華、郭暢、唐飛、王皎、鄭偉、陳勝斌、李紀賽、瞿勇、李輝、康勝武、郭遠飛、張澤彬、彭凡、王正、何力等。
全書由張天序策劃,其中第1、2、3、6、7章由張天序主筆,第4章由洪漢玉主筆,第5章由張天序、洪漢玉主筆,第8章由張新宇、張天序主筆,全書由張天序統稿。
  限于作者水平,書中難免有疏漏和不當之處,懇請讀者批評指正。
 
 
 
著者
 
目錄:
Preface to the USTC Alumnis Series(ⅰ)
 
Preface(ⅲ)
 
Foreword(ⅴ)
 
Chapter 1Introduction(1)
 
1.1The Origin of the Problems(1)
 
1.2Interdisciplinary Fields(7)
 
1.3History, Status and Prospect(8)
 
References(11)
 
 
Chapter 2AeroOptical Effects(15)
 
2.1Basic Characters of Aero Flow Field(19)
 
2.2Light Transmission in Inhomogeneous Media(28)
 
2.3Aero Heat Radiation Effects(31)
 
2.4AeroOptics Effect Measurement, Control and 
 
Visualization(34)
 
2.5AeroOptical Effects on Imaging Detection(47)
 
2.6AeroOptical Effect Correction Research Approach(68)
 
References(76)
 
 
Chapter 3Imaging Spectra Selection Optimization and Thermal 
 
Radiation Correction(81)
 
3.1Methods of Imaging Spectra Selection Optimization(81)
 
3.2Examples and Analysis(93)
 
 
3.3Modeling of Spatial and Temporal Fingerprints of Thermal 
 
Radiation(102)
 
3.4Thermal Radiation Correction Methods(116)
 
References(126)
 
 
Chapter 4Single Frame Image Digital Correction and Restoration(127)
 
 
4.1Improved IBD Algorithm(127)
 
4.2Recursive Inverse Filtering Deconvolution Algorithm(140)
 
4.3Bayesian Algorithm(156)
 
4.4Adaptive Total Variation Minimization Algorithm(169)
 
4.5Double Regularization of Maximum Likelihood Estimation(185)
 
4.6Image Restoration Method Based on Transition Region
 
 Extraction(204)
 
References(214)
 
 
Chapter 5Image Sequences Digital Correction and Restoration(218)
 
5.1Algebraic Method Using TwoFrame Images(218)
 
5.2Anisotropic and Nonlinear Regularization Algorithm(243)
 
5.3MultiFrame Maximum Likelihood Estimation Algorithm(259)
 
5.4Regularization for Maximum Likelihood Estimation 
 
Algorithm(273)
 
5.5Parallel Implementation of ExpectationMaximization 
 
Algorithm(285)
 
References(304)
 
 
Chapter 6Phase Recovery Method of Distorted Image  Correction(308)
 
6.1Iterative Fourier Transform Method(309)
 
6.2Modified Gradient Method(312)
 
6.3Jointed Algorithms(314)
 
6.4Phase Estimation Based Fast Correction with 
 
DetailPreserving(316)
 
References(325)
 
 
Chapter 7Model and Knowledge Constrained Intelligent 
 
Correction Restoration(328)
 
7.1Noise / Target Spatial  Spectral Characteristics Constrained 
 
Correction(328)
 
7.2FirstOrder Hu Moment Restricted Maximum 
 
Likelihood Estimation(350)
 
7.3Image Correction with MultiStage and 
 
MultiAlgorithm Jointed(369)
 
7.4Correction, Detecting and Tracking Integrated Approach(373)
 
7.5Dither and Deviation Correction with Model Guided(380)
 
7.6Spatially Variable Correction and Restoration for 
 
Blurry Images(390)
 
References(392)
 
 
Chapter 8Digital and Optoelectronic Correction System(394)
 
8.1Digital Correction System(394)
 
8.2Optoelectronic Correction Method and System(404)
 
8.3Digital and Optoelectronic Integrated Correction(421)
 
References(433)
 


Copyright 2011 中國科學技術大學出版社
合肥市金寨路96號
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