1.一种基于焦面哈特曼波前传感器的大视场图像清晰化装置,其特征在于,包括:焦面哈特曼波前传感器、图像采集装置和图像处理模块;光照射到目标物,经过目标物反射的光波经过湍流层后会发生波前畸变,经过分光镜,一束光波分为二个同样保持完整的待测畸变波前的光波,且均携带有所述目标物的原始数据,采用双波长的工作方式,更方便的满足了不同器件的工作方式;在图像采集装置的共轭面放置焦面哈特曼波前传感器用来探测波前,一束光波由焦面哈特曼波前传感器采集用来探测出畸变的波前信息,一束光波由图像采集装置采集用来形成模糊的图像;根据焦面哈特曼波前传感器探测到的信息还原出划分出来的各个视场的波前信息,估算出每个视场对应的系统点扩散函数;图像处理模块基于系统点扩散函数和图像采集装置采集到的模糊的图像,通过图像处理模块便可以清晰化目标物图像,具体实现如下:步骤S1:用无像差理想平面光源先标定焦面哈特曼波前传感器中的微透镜阵列和阵列型光电探测器;完成定标后,在光路中引入入瞳透镜,调整入瞳透镜与微透镜阵列的距离,使靶面上的成像为仿真中无波前像差入射时的远场光斑即可;步骤S2:在光路中加入分光镜,使反射回的光波一分为二,两束光波保持同样完整的待测畸变波前的光波,且均携带有所述目标物的原始数据;步骤S3:含有波前像差的待测光波入射到焦面哈特曼波前传感器并在阵列型光电探测器靶面上形成远场光斑阵列图像,根据带波前像差光波入射条件下获取的远场光斑的分布来看,采用4*4微透镜来划分一个视场,这样在不会发生混叠的情况下微透镜利用率最佳;若微透镜阵列为8*8,则划分4个视场每个视场均需要射出特定角度的光来照射目标,利用焦面哈特曼波前传感器测得的返回的光波信息,分别运用得到的远场光斑阵列图像来获得每个视场的子孔径成像,计算出相对质心点的偏移量,并记录子孔径成像的光强分布信息,每个视场都对应于不同的4*4微透镜下的成像区域;步骤S4:利用子孔径的质心偏移量,求出对应于视场波前的倾斜像差分量或一阶斜率信息;利用波前复原算法或是拼接方法将步骤S4中获得的各子孔径斜率信息重构成每个视场波前的波前像差,估算出每个视场的系统点扩散函数;步骤S5:由分光镜分出的一束光入射到图像采集装置,得到模糊的目标图像;步骤S6:利用步骤S4获得的每个视场的系统点扩散函数信息,利用步骤S5得到的模糊的目标图像信息,分别进行模糊图像和对应点扩散函数的反卷积处理,逐个还原每个视场对应的模糊图像区域,最后将不同区域的还原图像拼接在一起便能还原整个目标区域。
2.根据权利要求1所述的基于焦面哈特曼波前传感器的大视场图像清晰化装置,其特征在于:所述图像处理模块运算处理公式如下:g m (x,y)=f m (x,y)*h m (x,y)+n m (x,y)m表示第m个视场,*是卷积,其中f m (x,y)表示原图像,即想得到的目标图像,h m (x,y)是系统点扩散函数,根据焦面哈特曼波前传感器测得的信息得到,n m (x,y)表示噪声,g m (x,y)表示模糊的图像,由图像采集装置采得g(x,y),根据视场的多少来划分出m个g m (x,y);焦面哈特曼波前传感器一次性测得m个h m (x,y),h m (x,y)与对应区域g m (x,y)的逆卷积便能得到部分区域还原图像f m (x,y),在经过不同区域的m次还原后,会得到m个部分区域还原图像,把它们拼接在一起就能得到全区域目标物还原图像f(x,y)。
3.一种根据权利要求1所述的基于焦面哈特曼波前传感器的大视场图像清晰化装置的图像清晰化方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1:用无像差理想平面光源先标定焦面哈特曼波前传感器中的微透镜阵列和阵列型光电探测器;完成定标后,在光路中引入入瞳透镜,调整入瞳透镜与微透镜阵列的距离,使靶面上的成像为仿真中无波前像差入射时的远场光斑即可;步骤S2:在光路中加入分光镜,使反射回的光波一分为二,两束光波保持同样完整的待测畸变波前的光波,且均携带有所述目标物的原始数据;步骤S3:含有波前像差的待测光波入射到焦面哈特曼波前传感器并在阵列型光电探测器靶面上形成远场光斑阵列图像,根据带波前像差光波入射条件下获取的远场光斑的分布来看,采用4*4微透镜来划分一个视场,这样在不会发生混叠的情况下微透镜利用率最佳;若微透镜阵列为8*8,则划分4个视场每个视场均需要射出特定角度的光来照射目标,利用焦面哈特曼波前传感器测得的返回的光波信息,分别运用得到的远场光斑阵列图像来获得每个视场的子孔径成像,计算出相对质心点的偏移量,并记录子孔径成像的光强分布信息,每个视场都对应于不同的4*4微透镜下的成像区域;步骤S4:利用子孔径的质心偏移量,求出对应于视场波前的倾斜像差分量或一阶斜率信息;利用波前复原算法或是拼接方法将步骤S4中获得的各子孔径斜率信息重构成每个视场波前的波前像差,估算出每个视场的系统点扩散函数;步骤S5:由分光镜分出的一束光入射到图像采集装置,得到模糊的目标图像;步骤S6:利用步骤S4获得的每个视场的系统点扩散函数信息,利用步骤S5得到的模糊的目标图像信息,分别进行模糊图像和对应点扩散函数的反卷积处理,逐个还原每个视场对应的模糊图像区域,最后将不同区域的还原图像拼接在一起便能还原整个目标区域。