光学直接解调成像的噪声特性及其处理方法的研究

In the analyses of low signal-noise-ratio, low statistical and low resolution data in high energy astrophysics, the Direct Demodulation (DD) Method has been developed into a powerful method for image and spectrum recoveries. The main idea of DD Method is resolving the modulation equation iteratively with physical constraints. DD Method can use the information contained in the modulation equation sufficiently and derive images of higher resolution than the intrinsic resolution of instruments, which limits the resolution of conventional image reconstruction methods.However, our previous research show that, the systemic external and internal noise has limited the iterative algorithm, these become the serious bottleneck of DD Method. In this subject, we stand on researching of systemic noise character and their removal tecnologies in optical DD Method, Study the influence of noise character on spectral radius, which is equal to 1 in ill-posed equation. This problem is also universal existence on Signal and Information Processing field. Therefore, our research subject has the important significance, not only for the imaging of visible light and infrared payload but also for science filed, which has the similar mathematical problem.

在高能天文低信噪比、低统计性和低分辨率的数据处理中，直接解调方法已经发展成为一套具有很强成像和解谱能力的直接方法。这一方法的精髓是在迭代求解调制方程的过程中加入物理条件约束。该方法充分利用了调制方程所包含的对象信息、突破了传统成像技术所受仪器内禀角分辨能力的限制，从而实现高分辨率、高精度成像。课题组前期的研究表明，目前以系统噪声为核心的问题正成为直接解调方法光学成像研究的瓶颈，系统的内部噪声与外部噪声与迭代算法和迭代过程密切相关，对成像结果有着多种影响。本课题立足于对光学直接解调成像的噪声特性及其处理方法进行研究，主要研究解决噪声对算子谱半径为1的病态方程的影响，这也是信号与信息处理等诸多领域都存在的普遍问题。这不仅对于可见光、红外等诸多载荷的成像有着重要意义，而且在诸多此类问题的计算领域具有十分重要的借鉴意义和应用前景。

直接解调方法在高能天文数据处理中具有很强的成像和解谱能力，尤其在处理具有低信噪比、低统计性和低分辨率特征的的数据。它的优势在于以物理条件约束迭代求解调制方程，在迭代求解过程中利用调制方程中的对象信息来实现超越仪器内禀角分辨能力对传统成像技术的限制的目的，最终实现高分辨率、高精度的成像。课题组前期的研究表明，目前以系统噪声为核心的问题正成为直接解调方法光学成像研究的瓶颈，系统的内部噪声与外部噪声与迭代算法和迭代过程密切相关，对成像结果有着多种影响。.在此基础上，针对航天遥感成像应用处理的需求，获取高分辨率光学遥感图像，研究高分辨率空间遥感器的成像特性；从在轨卫星遥感图像中获取高精度MTF的基本方法；提升大画幅图像分辨率的快速复原处理算法和传递函数校正（MTFC）的方法。.本课题立足于对光学直接解调成像的噪声特性及其处理方法进行研究，主要研究解决噪声对算子谱半径为1的病态方程的影响，这也是信号与信息处理等诸多领域都存在的普遍问题。这不仅对于可见光、红外等诸多载荷的成像有着重要意义，而且在诸多此类问题的计算领域具有十分重要的借鉴意义和应用前景。