Не подумайте, что я накурился какой-то дряни... Но тут мне в голову пришла странная идея.
С помощью трассировки лучей в программах для расчета оптики можно получить изображение светящейся точки в том виде, которое покажет объектив.
Теперь допустим, что есть фотография звездного неба снятая через гелиус 44 со страшными птичками вместо звезд. Если это изображение прогнать с помощью трассировки лучей через схему Гелиоса наоборот? Что будет интересно на выходе?
Расстояние до всех объектов на снимке одинаковое...

Обратную трассировку лучей для двух снимков сделанных с некоторым базисом можно. В результате получается модель рельефа или трехмерная реконструкция сцены. Это есть обратная задача. Делают корелляционно - ищут сопряженные точки. Иногда получается неоднозначность. Хорошего алгоритма борьбы с неоднозначностью определения сопряженных точек нету - делают вручную с подсказкой программы.

В вашем случае реч идет о некотором алгоритме адаптивной оптики.

Как раз трехмерности в данном случае и не надо. Обратная картинка плоская и находящаяся в бесконечности. И интересует именно возможность получить плоскую, неискаженную картину спроецировав результат через объектив назад.
Или это меня плющит, глючит и колбасит по страшному images/smiles/icon_biggrin.gif

В данном случае придется построить очень сложную модель объектива. В качестве простейшего варианта можно предложить алгоритм уборки дефокусировки. Зная диаметр пятна рассеяния, подбирается оптимальный фильтр улучшающий качество картинки.

По крайней мере, для оптико-электронной системы, кружок рассеяния обычно подбирается в четыре раза больше пикселя (по критерю Рэлея) однако картинка потом выглядит мыльновато, поэтому ее фильтруют.

Я думаю что " плющит, глючит и колбасит по страшному ". Не полетит такой паровоз.Когда идет трассировка луча то известно из какого первоисточника строится изображение. Алгорим трассировки здесь не пойдет.( по крайней мере в классическом варианте ).

Такие странные желания называются деконволюцией и иногда осуществляются. Правда, ценой сильного усиления шумов. По-моему в мидасе есть реализация некоторых алгоритмов. Можно также попробовать матлаб.