基于FPGA的頻域幸運成像算法

黃學明，李彬華,2*，王錦良

(1. 昆明理工大學信息工程與自動化學院，云南 昆明 650500；2. 昆明理工大學云南省計算機應用技術重點實驗室，云南 昆明 650500)

大氣湍流是大氣中一種不規則的隨機運動，它使望遠鏡的實際分辨率遠低于衍射極限分辨率，是限制地基光學望遠鏡空間分辨率的一個主要因素[1]。地面觀測要獲得接近望遠鏡衍射極限分辨率的圖像，可以使用事后圖像恢復或重建技術，而幸運成像是一種用于去除大氣湍流影響的事后圖像恢復技術[2-3]。幸運成像技術既可以在空域上進行，也可以在頻域上進行，但是空域算法的選圖主要以幀為單位，這樣的選圖方式沒有考慮圖像數據在某些方向的高頻分量信息，在數據處理時，導致圖像數據信息的浪費。因此，文[4]提出了一種基于傅里葉變換的幸運成像算法，該算法主要由圖像預處理、數據選擇和數據疊加3部分組成，并對提出的方法進行了模擬實驗，實驗結果表明，此算法的數據選擇率為10%時，成像效果最佳。文[3]以實測數據進一步證實了頻域幸運成像的有效性，同時指出該算法相對于空域算法在計算量上存在缺陷。文[5]對傳統的頻域幸運成像算法進行改進，在頻域上采取分組數據選擇的方法對傳統的頻域幸運成像算法進行加速，但該算法仍然屬于事后處理的范疇。

上述頻域幸運成像算法都是基于中央處理器，因串行的處理方式，難以實時處理，觀測人員無法在天文觀測過程中準確地了解觀測天體的信息，因此，實時化是幸運成像技術發展的必然趨勢。……