اصلاح توام نقص ابیراهی لنز دوربین و خطای خروج از مرکز تصویر با بهره‌گیری از مدل اصلاح شده زرنیک
محورهای موضوعی : هوش مصنوعی و رباتیک
کامبیز رهبر
1
کریم فائز
2
ابراهیم عطاران کاخکی
3
(دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهد)
کلید واژه: تابع ابیراهی فاز, خطای خروج از مرکز تصویر, چند‌جمله‌ای زرنیک, چند‌جمله‌ای چبیشف, آنالیز چند‌طیفی,
چکیده مقاله :
کاهش کیفیت تصویر در یک سامانه اپتیکی تابع پارامتر‌های متفاوتی می‌تواند باشد. برخی از این پارامتر‌ها عبارتند از: ابیراهی لنز، خطای رقمی‌سازی و خطای مونتاژ سامانه. در حوزه خطای مونتاژ معمولا دو نوع خطای کلی در نظر گرفته می‌شود: 1) عدم متعامد بودن پرده تصویر و محور اپتیکی که اغلب در قالب خطای prism از آن نام برده می‌شود. 2) خطای عدم عبور محور اپتیکی لنز از مرکز تصویر که تحت عنوان خطای خروج از مرکز تصویر (de-centering) از آن یاد می‌شود. از این میان مقاله حاضر قصد دارد تا به مطالعه ابیراهی لنز پرداخته و نقص ابیراهی آن را تواما با خطای خروج از مرکز اصلاح و جبران کند. برای این منظور ابیراهی‌های زایدل در قالب مومنت‌های اصلاح شده زرنیک مبتنی بر چند‌جمله‌ای چبیشف نوع دوم به صورت توابع مجزا روی فضای کارتزین بازنویسی می‌گردند. سپس مومنت‌های بازنویسی شده به گونه‌ای اصلاح می‌گردند که با در نظر گرفتن خطای خروج از مرکز، تابع ابیراهی فاز را نیز مدل کنند. نهایتا ضرایب مدل معرفی شده جهت تخمین در دو کلاس متقارن و نامتقارن دسته‌بندی می‌شوند. سپس این ضرایب با بهره‌گیری از آنالیز چند‌طیفی تخمین زده می‌شوند. جهت تخمین ضرایب جملات متقارن از آنالیز tri-coherence و برای ضرایب جملات نامتقارن از آنالیز bi-coherence استفاده شده است. نتایج آزمایشگاهی دقت و بازدهی راه‌کار پیشنهادی را تایید می‌کنند.
Reduction of the quality of the image formed by an optical system is a function of different parameters such as lens aberrations, CCD digitization errors, and the errors of system assembling. Assembling errors usually consist of two types: 1) the prism error, which is the error of non-orthogonality of the optical axis and the image plane 2) the de-centering error, which is error of not passing the lens optical axis through the center of the image plane. This paper attempts to correct the blind of the lens aberration and the de-centering error. To this end, Seidel aberrations are rewritten in the form of the modified Zernike moments based on the second kind Chebyshev polynomials as discrete functions on the Cartesian space. Then, the modified moments reformulated to model de-centered phase aberration function by considering the de-centering error. Finally, the model parameters are divided into two classes of symmetric and asymmetric ones. Then, these parameters are estimated through poly-spectral analysis, i.e., bi-coherence and tri-coherence analysis, respectively. Experimental results confirm the accuracy and efficiency of the proposed solution.