基于物理先验的简易光学系统计算像差校正
Abstract
针对高性能光学系统存在的结构复杂、成本高昂的问题，本研究提出了一种面向计算校正的光学系统简化与像差校正方法。在光学设计端，构建基于像差可校正性分析的光学系统简化设计准则：优先抑制神经网络难以补偿的像差，保留易于计算校正的部分，从而在保证成像质量的前提下简化光学系统结构。在计算处理端，设计了一个包含畸变校正、色差补偿、基于物理约束点扩散函数的单色像差校正和频域增强四个模块的多模块分阶段协同校正网络，该网络由时间阶段控制器（Temporal Stage Controller，TSC）驱动，利用其动态权重调度机制进行渐进式分阶段处理，有效抑制不同像差类型相互干扰的问题。实验结果表明，简易双透镜系统经过该网络校正后的图像峰值信噪比达到31.47 dB，结构相似性达到0.95，成像质量与传统六透镜双高斯系统相当，而光学系统复杂度显著降低。消融实验验证了TSC与多模块校正架构的有效性。该研究为简化光学系统实现高质量成像提供了新的技术路径。
Fields of Study & Subjects
Advanced Image Processing Techniques
Advanced optical system design
Image Processing Techniques and Applications
Publication details
- Journal / source
- Chinese Optics
- Volume
- 19
- Issue
- 3
- Pages
- 619–630
- Publication date
- 1 January 2026
- Language
- EN