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天文光干涉与综合孔径图像重构技术,优势
在光学综合孔径成像技术实现以前,单孔大口径望远镜是天文观测的有效手段，但其分辨率受限于口径大小及大气湍流的影响。
综合孔径望远镜成像技术：将光干涉技术与天文望远镜综合阵相结合来提高望远镜的空间分辨率，而且它引入了自适应光学的概念来实现对大气扰动的实时补偿,最大限度地降低了其对视见度的影响。,光学综合孔径成像原理,光干涉成像的原理：单孔径望远镜的出瞳可以看成是大量 “ 针孔”的集合，像强度频谱中空间频率（ ） 的频率分量在出瞳上，至少有一对矢量间距为： 是波长，Z是像到出瞳的距离。故像的空间频率与出瞳面内的“针孔对”间距建立了对应关系。,恒星光干涉仪的原理,,分辨率,受到大气扰动及温度差异，到达地面的同一星光波前不再是平面,而是在两维方向上呈波浪状
使得从干涉仪中提取出的相位
己经完全失真,
,,光学综合孔径成像原理,如果把出瞳面各“针孔”视为直径有一定大小的数个子孔径,在像面上的成像就可称为综合孔径成像。,改变uv覆盖（空间频率覆盖）：增加望远镜的孔径数目；在望远镜数目不变的情况下,改变望远镜阵的几何排列,即望远镜阵中望远镜相对位置的变化,非即时VU覆盖：通过子孔径位置的变化或基线旋转的方法来满足全覆盖或满足图像重构的UV抽样，缺点是时间长，分辨率低
即时VU覆盖：斐索干涉仪式的综合孔径望远镜系统，所有的UV测量同时进行,并在整个VU测量范围不允许存在间隙。
孔径阵列排列的优化：加权因子评价法，嫡评价法,闭合相位技术,缺少相位信息,使得重构出的图像非常模糊、失真,根本就辨认不出目标的结构分布。
三个孔径形成的综合孔径阵，真实的相位之和与观测相位之和相等,如果望远镜数目为N(N>3),两两组合形成基线,
有 条基线
有 种可能的闭合三角形,即有同样数目的闭合相位.
有 个是非独立的
独立的闭合相位有
独立的闭合相位中可恢复的相位信息比例 N=3时有效相位信息是33%；N=21有效相位信息提高至90%,闭合相位测量技术,1、复平面双光谱求均值：双光谱的振幅等于构成一个闭合三角形的三条基线的可见度振幅相乘,其相位正好等于闭合相位，由于噪声影响需要对双光谱取均值。,,2、孔径掩摸法：三个孔径的掩模板实验,则像平面上得到的三组干涉条纹,对干涉能量谱进行测量可以提取出三组干涉条纹的空间频率。再对经过这个三孔径的掩模板后的图像进行傅立叶变换,将频谱图上对应于刚求得的三个空间频率点的傅立叶的相位相加,结果即为闭合相位。,图像重构算法研究,根据范西特一泽尼克定理,天体亮度分布I(x,y)与可见度函数之间是傅立叶变换对的关系,即 由于干涉仪阵对VU平面不能实现完全采样,从而对测得的可见度函数作傅立叶逆变换得到的不是真实亮度分布I(x,y),而是 称之为“脏”图,需要对“脏”图d进行消卷积。,MEM(最大熵)算法,设要恢复的图像I=( )定义图像熵
限制条件 , 图像I作傅立叶变换得到的可见度函数, 测量的可见度, M为总的对VU平面的采样点数，为第j个点的噪声方差， 为第j个点的噪声方差。
通过增加 值计算 直至C值减小到刚好小于M，则可停止计算,实现图像重构的几种算法,1、迭代混合算法
混合图像要满足三个标准:
亮度分布处处为正。
可见度振幅与观测的可见度振幅相一致。
其频谱计算得到的闭合相位与测量的闭合相位相一致。,假设N一1条基线上的相位由模型频谱相位得来,再将这N一1个相位值代入观测得到的（N-1）(N-2)2/个闭合相位关系中,从而解得剩余（N-1）(N-2)2个相位值,将这总共N(N一1)2/个通过计算得到的相位与测得的N(N一l)2/个可见度振幅值相结合,即得到混合可见度。对混合可见度作傅立叶逆变换,并强加一些限制条件,即得到“脏”图。
接下来再利用clean算法消卷积得到“干净”图，将其与模型图相比较,如果在误差范围内是完全相同的,则这幅“干净”图就是真实源分布，迭代终止。,迭代混合重构实验
目标源分布图：一个FWHM等于8 pixels、呈高斯分布,经过10次左右的迭代,混合重构得到的目标形状和总强度与clean恢复结果基本相同。,双光谱法,对微弱的、扩展的光源的重建更合理一些,信噪比较高。,相对熵函数 N为像素数， 分别是重建像和参考像第i个像素点的强度
限制条件 时间序列第l次采样
非线性，所以用
获得I,其中 是常量可由 获得
由于有些像素点接近零，所以I’修正为
r最优化取值0.5 ，且由于噪声因素， 之不易确定，将 用
代替，且,,新的图像重构方案:用最大熵法解决相位恢复问题,同时加上Clean算法作为消卷积算法来实现图像重构。此算法还正处在研究阶段。,,,
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