相位差异法目标函数的并行化改造

相位差异法目标函数的并行化改造

赵金宇1＊，陈占芳2，王 斌1，汪宗洋1，张 楠1，3，王建立1，吴元昊1，张世学1

【摘 要】摘要：考虑自适应光学波前探测技术利用相位差异法来估算波前相位畸变和恢复图像时运算量较大，难以用软件在PC平台上实现，而使用数字信号处理（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）搭建计算平台虽然可使运算并行化从而缩短运算时间，但其目标函数结构复杂，因此，本文利用泽尼克多项式的性质，提出了一种相位差异目标函数的改造方法。给出了改造后的目标函数计算公式和梯度计算公式，使相位差异法在每次计算目标函数时只进行多项式运算，从而不仅方便了用DSP和FPGA的硬件实现，也充分利用了硬件处理的并行性。设计了仿真实验和室内实际光路实验，分别以分辨率板和光纤光束为例对模拟图像和实际采集图像进行了恢复。实验结果表明，改造后的相位差异法仍具备较好的图像恢复能力，光纤光束成像分辨率显著提高，颗粒间轮廓清晰可见。

【期刊名称】光学精密工程 【年(卷),期】2012(020)002 【总页数】8

【关键词】关 键 词：波前探测；相位差异；图像恢复；目标函数；并行计算 【文献来源】

https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_optics-precision-

engineering_thesis/0201223946900.html

1 引 言

大气湍流引起的波前相位畸变会随着地基望远镜的口径增大而愈加严重［1］，