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气动光学效应校正:原理、方法与应用(“十二五”国家重点图书出版规划项目)

气动光学效应校正:原理、方法与应用
气动光学效应校正:原理、方法与应用(“十二五”国家重点图书出版规划项目)
作者:张天序,洪汉玉,张新宇(著)

图书详细信息:
ISBN:978-7-312-03331-5
估价:99.00元
版本:1
装帧:软精装
预计出版年月:201401
丛书名称:当代科学技术基础理论与前沿问题研究丛书:中国科学技术大学校友文库

图书简介:
  本书以高速飞行器导航、制导和遥感探测中面临的气动光学效应问题为应用背景,总结了张天序教授及其领导的课题组十余年来在气动光学效应校正方向的研究成果。该书聚焦交叉学科的核心问题,在全面介绍气动光学效应基本原理的基础上,深入分析研究了成像谱段优选、热辐射校正、单帧图像和序列图像校正恢复、相位校正恢复、模型和知识约束的智能校正恢复以及数字/光电混合校正等方面的新方法、新技术。该专著不仅具有好的理论深度,而且具有重要的应用价值。
  本书适合从事光学、空气动力学、光电子学、精确制导与控制、计算机和信号信息处理等领域研究的科技人员阅读,也可作为高等院校师生的教学参考用书。
前言:
  随着大气层内外高速飞行器的发展,气动光学的研究和应用日益受到科技与工业界的重视。为了实现高速飞行条件下对场景的探测,自身导航、制导和通信的需要,高速飞行器一般都携带有主动/被动光学系统,如激光投射装置或光学成像探测装置。在大气层内飞行时,高速来流与飞行平台及所载成像装置之间相互作用,形成复杂流场,对平台携带的成像探测和导航、制导系统产生光学传输干扰和热辐射影响,导致投射光束或场景图像的模糊、抖动、偏移、光强减弱或饱和,这种效应称为气动光学效应(AeroOptic Effects)。它包括流场光学传输效应,流场与投射/探测窗口、光学头罩相互作用所产生的气动热辐射效应等。在大气层外飞行,探测大气层内场景和目标时,远场大气层内复杂流场的气动光学传输效应影响也不能忽视。
  气动光学效应引起主动光学系统投射距离的缩短,远场投射光束强度的扩散和定位误差;被动光学成像探测系统成像品质劣化,探测距离缩短及导航、制导误差扩大;严重时,成像探测系统、导航制导系统甚至丧失应有的功能。所以必须研究控制气动光学效应和校正气动光学效应的理论、方法和技术。
  气动光学研究的主要内容包括高速流场对光波传输和光学成像的影响机理以及从源头上如何控制或抑制,以减轻气动光学效应不利影响等问题,重点关注可压缩流场的密度分布与光波传输特性之间的相互关系及其可抑制性。特别对被动光学系统而言,气动光学效应校正应在气动光学效应产生和控制机理指导下,建立校正畸变、恢复失真场景信息的理论、方法和技术。这是本书要讨论的课题。
  本书是作者及所领导的课题组过去十余年以来在该领域学习、研究和实践工作的总结。本书力求理论联系实际,奉献该书于读者的目的,是推动国内气动光学效应校正及其应用研究的发展,满足从事相关学科研究、教学和应用的科技工作者和研究生的参考需要。
  本书所涉及的研究工作得到了国家自然科学基金重点项目(编号:60736010)和国家重大基础研究项目(编号:51323020202,513230203024)的资助和支持,本书的出版得到了中国科学技术大学校友文库出版基金的资助,在此一并表示感谢。
  作者在开展相关研究工作和撰写本书的过程中,有幸得到清华大学金国藩院士,北京理工大学周立伟院士,航天科工集团殷兴良研究员、费锦东研究员、袁健全研究员、张丽琴研究员、郭勤研究员和朱南机教授等许多专家和领导的指导、支持、建议和帮助,在此表示衷心的感谢。
  作者感谢在本书文稿准备过程中诸多同事和学生的贡献,包括富有启发性的讨论和建议,编程,计算,调试,准备、整理、补充、编辑和打印有关材料。他们是:钟胜、颜露新、陈建冲、关静、王泽、刘立、陈浩、左芝勇、张坤、张必银、翁凯剑、武道龙、何成剑、涂娇娇、余国亮、王宁宇、卢晓芬、符俊杰、王进、陈荣华、余铮、宋治、孙向华、郭畅、唐飞、王皎、郑伟、陈胜斌、李纪赛、瞿勇、李辉、康胜武、郭远飞、张泽彬、彭凡、王正、何力等。
全书由张天序策划,其中第1、2、3、6、7章由张天序主笔,第4章由洪汉玉主笔,第5章由张天序、洪汉玉主笔,第8章由张新宇、张天序主笔,全书由张天序统稿。
  限于作者水平,书中难免有疏漏和不当之处,恳请读者批评指正。
 
 
 
著者
 
目录:
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 中国科学技术大学出版社
合肥市金寨路96号