湍流实时改正的高分辨率成像关键技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11373043
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    90.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A1901.光学、紫外和红外天文技术和方法
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The performance of optical-infrared telescope is strongly affected by atmospheric optical turbulence, and astronomers pursue all the time high-resolution imaging. This project for the first time proposes to achieve high-resolution image of astronomical objects and space targets using Single Star Scidar profiles, based on the technology breakthrough of turbulence profile measurements and real-time correction. The Single Star Scidar can obtain real-time atmospheric turbulence profiles, which greatly enhance the accuracy of MTF estimation and the clarity of image restoration. The main research work includes the system establishment of turbulence simulator and target imaging in laboratory, the technology of atmospheric turbulence profile real-time measurements, the restoration algorithm of extended Wiener filtering with turbulence profiles, the sub-pixel registration study with the multi-frame image, the multi-frame reconstruction of the target image based on the turbulence profiles, and the system establishment for object observations. This project is the cutting-edge technology and innovation within multidisciplinary fields of the astronomical observations, atmospheric optics, and digital image processing. The development of high-resolution imaging techniques will service not only the astronomical observations of faint celestial bodies, but also the space targets detection and identification, precise positioning, shape analysis, work status assessment, etc.
大气光学湍流直接影响光学红外望远镜的观测性能,获得高清晰的天体图像是天文学家不断追求的目标。本项目基于观测现场湍流廓线测量与实时改正技术的突破,首次提出利用单星Scidar湍流廓线数据,实现对天文与空间目标探测的高分辨率成像。单星Scidar可获取实时大气湍流的廓线信息,将大幅提高MTF的估计精度和观测目标恢复图像的清晰度。主要研究工作包括大气湍流模拟装置及目标成像实验室系统建立、湍流廓线实时测量技术研究、利用湍流信息的扩展Wiener滤波复原算法研究、多帧图像之间的亚像素配准研究、基于湍流廓线信息的目标图像多帧重建、实用目标观测系统的建立等。本项目属于天文观测、大气光学、数字图像处理等多学科交叉领域的前沿技术创新,发展高分辨率成像技术不仅可为暗弱天体目标的天文观测服务,对于空间目标探测与识别、精确定位、形态分析、工作状态评估等领域的迫切技术需求也具有重要应用价值。

结项摘要

本项目是基于大气光学湍流廓线探测技术和光学红外观测图像后处理方法研究的基础上,提出的基于湍流先验信息进行图像复原的创新方法。利用获得的光学湍流廓线数据,首次实现基于湍流廓线先验知识的图像复原,实现了天文与空间目标探测的高分辨率成像。主要研究工作包括大气湍流模拟装置及目标成像实验室系统建立、湍流廓线实时测量技术研究、利用湍流信息的扩展Wiener滤波复原算法研究、多帧图像之间的亚像素配准研究、 基于湍流廓线信息的目标图像多帧重建、实用目标观测系统的建立等。项目完成了大气光学湍流探测样机系统研制改造、空间目标实验室成像装置、空间目标外场观测设备、湍流退化成像复原技术等研究任务,其中大气光学湍流廓线探测原理样机应用于中国科学院安徽光机所的条保项目中,湍流退化图像的图像复原技术应用于国家航天局空间碎片监测与应用中心的相关任务。研究结果中的大气光学湍流廓线探测可以为自适应光学设计、定向能外光路校正等提供必要的参数;结合湍流测量参数进行的图像复原方法,可以为空间目标在自适应光学不易实现的晨昏线观测提高成像观测质量,特别是在没有自适应光学装备的望远镜上发挥重要效力;根据发展的湍流计算模型,使历史观测图像也具备了大幅提高成像质量的潜力。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(5)
专利数量(0)
一种旋转和光照不变的加速鲁棒特征算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    计算机应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐志军;耿则勋;卢兰鑫;乔玉庆;沈忱
  • 通讯作者:
    沈忱
结合噪声去除的极大似然图像复原
  • DOI:
    10.13229/j.cnki.jdxbgxb201504048
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    吉林大学学报(工学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姜超;耿则勋;刘立勇;潘映峰
  • 通讯作者:
    潘映峰
结合帧选及配准的多帧超分辨率盲复原
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    测绘与空间地理信息
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姜超;耿则勋;魏小峰;沈忱
  • 通讯作者:
    沈忱
空间目标图像的非凸稀疏正则化波后复原
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    光学精密工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭从洲;时文俊;秦志远;耿则勋
  • 通讯作者:
    耿则勋
Optical Turbulence Characterization for the LAMOSTSite: Observations and Models
LAMOSTSite 的光学湍流表征:观测和模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    L.-Y. Liu;Christophe Giordano;Yao YongQiang;Jean Vernin;Wang HongShuai;Merieme Chadid;Jia Yin;Wang YiPing
  • 通讯作者:
    Wang YiPing

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其他文献

大气光学湍流模型计算方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    天文学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王红帅;姚永强;钱璇;刘立勇;王益萍;李俊荣
  • 通讯作者:
    李俊荣
天文台址大气光学湍流探测技术
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    天文学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘立勇;姚永强
  • 通讯作者:
    姚永强
中国天文气象条件的地域分布
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国科学:物理学 力学 天文学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张永婧;王盘兴;姚永强;王国复;刘立勇;钱璇
  • 通讯作者:
    钱璇
ASCOM在选址望远镜远程控制中的可用性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    天文研究与技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭亚杰;季凯帆;梁波;邓辉;王锋;刘立勇;姚永强;Peng Yajie 1 , Ji Kaifan 1 , Liang Bo 1 , Deng Hui
  • 通讯作者:
    Peng Yajie 1 , Ji Kaifan 1 , Liang Bo 1 , Deng Hui
基于WRF模式预报阿里天文站大气光学湍流的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王红帅;姚永强;刘立勇
  • 通讯作者:
    刘立勇

其他文献

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刘立勇的其他基金

南极冰穹A大气光学湍流计算与测量研究
  • 批准号:
    11873063
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
大气闪烁仪SCIDAR技术研究
  • 批准号:
    10903014
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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