航天相机MTF测试靶标研究

在采用矩形靶标测量航天相机系统MTF时,由于采样初始时刻靶标像与CCD像元间存在配准误差,因此给准确测量系统MTF带来很大困难.为了减小配准误差对测量的影响,提出了采用粗分与细分相结合的梯形靶标,并推导出在奈奎斯特频率下动态测量调制传函时,由采样初始时刻配准误差所引起的配准误差调制传递函数MTF计算公式,并按此公式分别得到了粗分精度和靶标斜率对测量相机系统MTF精度的影响.通过分析,采用梯形靶标可以有效减小配准误差对测量系统MTF的影响,提高测量精度.     

高分辨相机传函测试误差分析

文中通过对高分辨相机静态传函测试中误差产生的机理进行分析,提出了相应的测试策略,有效抑制条纹靶标周期偏差、环境振动及图像噪声对MTF的影响。TDI CCD相机的MTF测试值受到条纹靶标周期偏差、环境振动和图像噪声的影响,通过分析上述因素对MTF测量值的影响机理,建立了条纹靶标周期偏差、环境振动和图像噪声对传函的影响模型,并分别提出了针对条纹靶标周期偏差引入的MTF测量值修正方法,以及针对噪声影响提出了MTF计算模板的最优化选取算法,通过最优化模板计算得到的MTF测量值可以有效抑制图像噪声的影响,同时抑制环境振动以及条纹靶标周期偏差引起的摩尔条纹对MTF测量值的影响。根据对某空间相机实测图像的分析结果,横向模板尺度应不大于摩尔条纹横向周期的4%,纵向模板的尺度应不大于摩尔条纹纵向周期的2%,分析表明模板越大,MTF受噪声影响越小,但受环境振动和条纹靶标周期偏差影响越大,实际工程中应结合相机本身的噪声水平,在最优区间选取MTF计算模板,使得测量值更准确。     

面阵CCD成像系统分辨率靶板图像的MTF分析

分析了光电成像系统不同的调制传递函数测试方法,阐述了用分辨率靶板图像进行光电成像系统MTF测试分析的原理,基于此方法进行了面阵CCD成像系统的实验室MTF测试研究.通过与斜缝法测试MTF的实验数据比对验证了此方法的可行性,讨论了此方法的应用范围.     

传输型CCD相机成像分辨率自动测试研究

对CCD相机成像分辨率自动测试方法进行了研究,测试方案中改进设计了照相分辨率靶标,开展了数据分析处理,通过软硬件结合实现了对CCD相机整机分辨率的自动测试,结果数据经过专业测试比对确认有效。实验结果表明,方法客观、准确,能够避免以往人工测试分辨率带来的主观因素影响,具有很高的实用性。     

红外遥感成像系统静态MTF测试技术

调制传递函数是评价红外遥感成像系统整体成像质量的重要指标.本文详述了MTF测试原理,以及实验室中相机装调过程中MTF的测试方法.在常规采用单一靶标的测试方法的基础上,提出了一种采用零频和奈频靶标相结合的测试方法,通过试验数据测试,证明了该方法的有效性.     

地面景物模拟器的光学系统设计

为了使CCD立体相机与干涉成像光谱仪在发射前能够快速检测图像质量,设计并研制了一种应用于CCD立体相机与干涉成像光谱仪共用的地面景物模拟器光学系统.介绍了地检景物模拟器的光学系统方案,根据实际使用要求,确定了地面景物模拟器光学系统的设计参数.该系统焦距为150 mm,视场角为10°,空间分辨率为36lp/mm,光谱适应范围为0.48 ～0.96 μm.设计结果表明,地面景物模拟器光学系统对被检CCD立体相机与干涉成像光谱仪的图像质量几乎没有影响.其奈奎斯特空间频率上的MTF与CCD立体相机和干涉成像光谱仪的MTF值几乎一样.为验证光学成像探测系统CCD立体相机与干涉成像光谱仪的光机及电子学系统的状态是否正常提供了依据.     

利用鬼线及傅里叶分析测量光纤狭缝光谱仪MTF

光学调制传递函数是评价光学系统成像性能的重要指标。以光纤传像束和CCD(CMOS)为代表的离散采样成像器件已经成为高效数字成像系统的重要组成部分。离散采样成像器件对输入光波面是一种线性但不是完全的空间不变过程。MTF的基本原理是系统对空间正弦信号的频率响应。将此类光学系统作为黑箱问题分析,测试系统的频率响应最优方法是选择单频正弦光强图像靶标输入。据此变缺陷为优点,研究利用光栅鬼线结合光学空间二维傅里叶分析,实现连续整数倍频的正弦光强空间波面的提取,得到连续整数倍频的正弦光强图像靶标,并测量了线列光纤狭缝光谱仪系统的MTF,通过测量值拟合获得系统的MTF曲线。     

可见光成像系统成像性能检测研究

通过分析可见光成像系统成像性能评价体系,引 入最小可分辨对比度(MRC)评价指标,并与调制传递 函数(MTF)共同评价可见光成像系统的成像性能。在MRC和MTF的测量原理基础上,设计 研制出既可测量MRC 又可测量MTF的装置。提出了采用两个重叠积分球分别对靶标的正反两面照明,通过改变这 两个积分球的亮度就可 以实现可变对比度的新方法。设计了可旋转的圆形靶标轮,将测量MRC和MTF所需的靶标置于 其上,以利于实现 不同参量的测量。同时,开展了一系列的实验研究。研究结果表明,测量的亮度误差均在± 0.3cd·m－2范围内,目标亮度 和背景亮度稳定、重复性好,满足了设计要求;成像性能高的系统其MRC越 小,而MTF曲线与空间频率轴所 围的面积越大。MRC和MTF的测量可更加全面、定量和有效地评价成像系统的成像性能。     

英国Sira热成像测试设备

英国Sira有限公司是一家专门生产科学和工业仪器和控制设备的单位,它所生产的热成像测试设备具有可变温差靶标,可以测量最小可分辨温差(MRTD)、最小可探测温差(MDTD)、信号传递函数(SiTF)和调制传递函数(MTF)。除靶标外,它还有可变温度源、微光度计、温度传感器、电子系统和遥控系统。微光度计是用于测量SiTF和MTF的。该公司还有一辐射计,用于对靶标的有效温差定标,这样就可考虑辐射源发射率、平行光管反射率等因素。靶标有两种型号。在简单的一种中,靶标板(有一个或多个靶标)在变温源前每次只装一块,所用设备可以人工线装置的光轴转动靶标板,以便改变靶标的定向。在较复杂的一种中,转架中装有五个靶标板,     

数字式透镜调制传递函数测试系统设计

设计了一种数字式透镜调制传递函数(MTF)测试系统,分析了MTF测试算法,开发了CCD数据采集与处理系统,提供了用户操作界面;利用设计的测试系统,对已标定透镜的MTF值进行了测量,测试误差低于6%.     

高分辨率CCD相机传递函数的实时计算

为了获得大数据量、高速图像下传的高分辨率CCD相机的实时传递函数,提出了一种基于图像快视与采集记录系统的CCD相机成像质量自动评价方法。应用计算机高速信息采集和存储技术,在分析对比度传递函数和调制传递函数之间关系的基础上,利用高对比度矩形靶标法计算CCD相机的传递函数,设计了传递函数实时计算系统,从而完成对CCD相机整机系统的像质实时评价。实验结果表明：当像元数达到20 000个,采集速度达到3.2Gb/s时,该方法能够高速率并且准确实时地计算传递函数。     

高能X光闪光照相中CCD相机的MTF

鉴于CCD相机系统在奈奎斯特频率附近出现的较严重的像元对信号的调制现象,提出了一种空间全分辨的概念,对CCD的调制传递函数(MTF)进行了分析.模拟了高能X光闪光照相环境及CCD器件性能参数对CCD的MTF的影响.得出了CCD相机极限分辨率的决定因素是CCD像元尺寸,高能X光闪光照相环境是影响CCD的MTF的重要因素的结论.在CCD像元尺寸受限的情况下,尽量减少高能X光闪光照相环境的影响成为改善CCD相机MTF的最有效途径.     

测量CCD传递函数的实验系统

介绍了一种新型的测量CCD传递函数的灵巧系统,该系统包括能产生动态变频正弦光栅图样的灵巧干涉仪系统,数据采集和转换系统,数字处理所必须的软硬件等。测量结果表明:干涉仪所产生的正弦光栅图样,可在0.2～80linepair/mm的空间频率范围内以误差小于1%的精度实现连续变频,且信号的调制对比度接近于1。将该干涉仪产生的正弦光栅图样用作测量CCD的调制传递函数的靶标,再采用我们专门研制的数据处理的软硬件,得到了令人满意的测量结果     

CCD相机调制传递函数的测试原理分析

对于CCD相机的空间分辨率特性,通常用调制传递函数来表征.基于调制传递函数理论分析值与具体的实验测试值存在差别,分别对分辨率板在焦平面所成的像与CCD像元之间的偏移量和积分时间内被摄物体与相机的相对运动产生的像移对相机调制传递函数的影响进行了分析.讨论了调制传递函数与对比调制传递函数之间的联系和区别.     

激光远场能量密度分布测试系统的实现

要设计了基于CCD成像法的激光远场能量密度测量系统,给出了CCD成像法测量远场激光能量密度分布的基本原理,并在特定条件下对激光能量测量模型进行简化.利用漫反射靶板将激光的能量分布信息采集至CCD相机,并在靶板的特征位置上安装能量探测器,依据激光能量模型,将激光光斑图像灰度信息与激光能量探头所测的实际能量值进行信息融合,...     

空间相机空间环境专项试验设计

为了确保空间相机在整个生存周期可靠地工作,根据空间环境的特点及空间相机的特性,提出了仿真空间相机空间环境的专项试验设计方案.方案包括光学性能验证试验,MTF性能测试,热真空环境下的温度调焦系数专项试验,考察碳纤维复合材料稳定性的结构性能验证试验,验证电子元器件是否满足相机功能和性能要求的电子学性能专项试验,验证活动机构...     

基因芯片CCD荧光检测及图像处理

设计了一种由CCD摄像机、荧光成像光学系统、图像采集卡等组成的基因芯片检测系统。利用高压汞灯作为光源，窄带滤色片作为激发波段和荧光截止波片，采用大孔径和大视场的光学系统，保证荧光分辨率和测量范围。通过CCD摄像机和图像采集卡进行图像采集，用专门设计的图像处理程序对采集后的图像进行处理，获得杂交后基因点位的关键特征，从而可以获得被检生物样品的疾病信息，较好地满足了临床诊断的需要。     

调制传递函数在光学相机支撑设计中的应用

为指导遥感相机主次镜支撑桁架的设计,以满足整系统调制传递函数(MTF)为目标,分析系统各环节MTF对整机的影响,确定以光学衍射限传递函数为约束设计系统主体支撑结构。由在轨产品的实测MTF及装调、电子学的传递函数因子推出杆支撑条件下的光学衍射限传递函数最小值,指出光学软件不能全面评价遮拦对光学衍射限传递函数的影响,确定以光瞳函数计算不同遮拦时光学系统衍射限传递函数,得出三杆时杆直径最大为38mm,四杆时杆直径最大为26mm的遮拦分布。通过有限元计算两种结构布局下杆不同壁厚的系统静载变形及模态频率,认为直径26mm、壁厚4mm的四杆结构,支撑结构质量从现有40kg减至4kg,静载变形水平放置25μm、竖直放置0.85μm,系统基频98.9Hz,一阶扭转频率183Hz,满足卫星载荷设计要求。