光电成像系统性能参数MRC及其测量方法

与传统光电成像系统成像质量的评价方法比较，最小可分辨对比度MRC能够更全面地反映光电成像系统的极限性能。本文介绍了两种适合于MRC测试的条纹目标场景平台，可以实现空间频率、对比度以及场景平均亮度的可控变化，为减小主观测试所带来的人为因素影响，介绍了心理测量方法和AMRC客观测量法。这些测试系统和方法对于光电成像系统MRC模型及其测量方法研究具有实际意义。     

红外热成像系统评价的重要参数及测试方法

红外热成像增强了人类获得图像信息的能力,相对于可见光成像,红外热成像系统有很多的优点。综述了红外热成像系统性能评价中的几个重要的性能参数:最小可分辨温差(MRTD)、调制传递函数(MTF)、最小可探测温差(MDTD)、噪声等效温差(NETD),并叙述了MRTD和MTF的测试方法。在替代传统的MRTD/MRC测试方法中,TOD法是目前最优秀的方法。     

最小可分辨对比度在机载电视系统中的应用研究

以最小可分辨对比度(MRC)理论为基础,研究MRC在机载CCD电视系统中的应用.讨论了影响MRC基本因素及计算模型,结合工程应用给出通过MRC进行作用距离预测的技术途径,介绍关键数据的确定方法和应用结果,避免用MTF、分辨率评价CCD成像系统的局限性,实现了在地面对产品作用距离的预测,建立了一种机载CCD电视系统科学实...     

基于AOTF的可见光多光谱成像系统测试平台靶标辐亮度标定测试

为了对多光谱成像系统性能进行测试评价,本文搭建了多光谱成像系统性能测试平台,并对平台的靶标辐亮度进行了标定测试,计算分析了辐亮度传输效率。最后,利用该测试平台对一组靶标进行了MRC测试,对该平台进行了测试验证。该测试平台搭建及分析思路对红外多光谱成像系统测试具有很强的指导与借鉴意义。     

CCD成像型亮度计测量方法研究

利用CCD成像的特点,通过分析CCD成像过程中亮度与数字图像灰度之间的关系,提出了CCD成像型亮度计的设计方法。使用积分球作为标准亮度光源,对CCD拍摄得到的数字图像中像素灰度值与实际亮度之间的关系进行标定,得到图像像素灰度与测量点亮度之间的对应关系,保证亮度测量的准确性。通过对不同曝光时间下亮度分布的测量,拓展CCD成像型亮度计的测量范围。同时为了保证不同曝光时间下亮度的测量精度,将不同曝光时间下的图像灰度结果与积分球产生的标准亮度进行对比,实现成像型亮度计的非线性校正。利用光度特征匹配方法,保证光度计的相对光谱灵敏度与标准光度观察者的光谱光效率接近,减小测量误差。根据CCD成像型亮度计的标定和测量原理,使用Visual C++编制相应的软件,并进行了标定和测量试验来验证CCD成像型亮度计的测量方法,取得了较好的效果。     

可见光成像系统作用距离试验方案设计及评估

从分辨率、对比度、照度三个因素出发,根据指标要求,详细制定了可见光成像系统作用距离测试方案。在试验中,为了满足目标作用距离20 km的要求,将考核目标等效为4.5 km远的等效目标大小;在实际的11 km大气能见度条件下,将考核照度和对比度转换为试验目标目标值。在目标照度不小于300 lux的环境下,可见光成像系统能够识别对比度大于0.253的考核目标;在考核目标对比度为0.2~0.253,300 lux低照度时,目标是不能确认的。通过对试验结果进一步图像处理发现,目标靶标是可分辨的。试验结果表明,系统设计满足指标要求。     

侧向散射扫描成像研究

为了实现散射物质的侧向散射显微成像,提出了基于积分球的侧向扫描成像。设计和研制了积分球,并利用积分球收集样品的侧向散射光,利用散射信号进行图像重建,从而得到样品的散射显微图像。实验成功得到了生物细胞和分辨率板的侧向散射显微图像,图像对比度高。     

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.     

表征光电成像系统性能的两种不同方法

比较了表征光电成像系统性能的两种方法———最小可分辨温差法/最小可分辨对比度(MRTD/MRC)法与三角形方向辨别(TOD)法在测试样条、测量方法、适用范围、性能预测精度等方面的差别,分析了这些差别的产生机理,展望了TOD法在未来光电成像系统性能评估和测试领域的应用。     

采用MTF定量评估CCD错位成像的成像质量

为提高CCD错位成像系统成像质量,提出用MTF方法定量评估CCD错位成像的成像质量,推导了CCD错位成像两种模式的MTF,取人眼能分辨的最低对比度0.05为阈值,分析表明,交错采样和四点采样模式的理论极限分辨率分别提高到1.4倍和1.86倍,奈奎斯特频率处MTF值分别提高了0.110 6（27%）和0.167 9（41%）。用空间频率范围（0,0.5）内MTFA评估CCD成像质量,结果表明,交错采样模式和四点采样模式成像质量均优于CCD普通模式,且四点采样模式比交错采样模式成像质量进一步提高。建立了Matlab仿真CCD错位成像的数学模型,鉴别率板仿真结果验证了应用MTF定量评估CCD错位成像系统成像质量的正确性。     

Prospects of microwave-induced thermoacoustic imaging

Microwave-induced thermoacoustic imaging (MTAI) has advantages including the large imaging depth, high imaging resolution, high imaging contrast, and fast imaging speed. The thermoacoustic (TA) group of South China Normal University has dedicated to developing TA imaging for more than a decade and has made many breakthroughs. This review introduces these breakthroughs from two aspects including the improvement in techniques and the exploration of applications. On the technological level, there are ultrashort microwave pulse (USMP)-induced TA imaging that can improve the imaging resolution, nonlinear thermoacoustic imaging (NTAI) that can improve the imaging contrast, polarized microwave-induced thermoacoustic imaging (P-MTAI) that can obtain cellular-level alignment information, and more convenient and accurate handheld and multimodal probes. On the application side, the optimization and expansion have been carried out, mainly concentrating on breast and myocardial imaging. Finally, several current research directions are introduced, including the application of P-MTAI on joint imaging and research on whole-body imaging of small animals.     

太赫兹孔径编码成像研究综述

太赫兹孔径编码成像借鉴了光学孔径编码成像和微波关联成像的基本原理,通过反射式天线等技术改变目标区域太赫兹波等效空间幅相分布来实现高分辨成像,具有高帧率、高分辨、前视凝视等诸多优势,是太赫兹雷达的重要发展趋势之一.介绍了太赫兹孔径编码成像提出的背景,系统阐述了其原理、现状、实现方式、关键问题,指出了其在末制导、安检反恐等领域广阔的应用前景,以期为推动太赫兹孔径编码成像和新体制太赫兹雷达研究提供一定的借鉴.     

基于激光距离选通成像的非视域成像应用

非视域成像是国外近几年出现的一种新的成像模式,能够绕过拐角对难以直接观察的场景进行成像。介绍了基于激光距离选通成像技术的非视域成像模式,给出了国外的几个典型非视域成像实验及其结果。搭建了基于532 nm激光器和ICCD探测器的距离选通成像系统,以窗户玻璃和墙面瓷砖作为中介反射面,分别获得了50 m和20 m处目标的非视域图像。实验结果表明,非视域成像的效果与中介反射面的反射特性有关,许多具有一定镜面反射特性的建筑材料均可作为中介反射面,用于非视域成像;非视域成像模式在城市巷战、公安侦察以及抗灾救援等领域展现出潜在的应用前景,是一种具有发展前景的新型光电成像模式。     

W波段三维近场安检成像系统

本文介绍了一套基于频率步进体制的W波段三维近场安检成像系统以及相应的成像算法。W波段信号可以穿透普通衣物,对人员携带的藏匿物品进行成像。成像算法通过在频率波数域进行插值处理可以完全补偿近场的波前曲面。文中阐述了频率波数域的插值过程以及实验数据的预处理过程。成像系统通过发射宽带信号得到高分辨距离像,通过提高工作频率得到高分辨方位像,方位向分辨率优于5mm。成像实验结果表明该系统性能优于现有的Ka波段成像系统。     

Cross-track three apertures millimeter wave SAR side-looking three-dimensional imaging

The airborne cross-track three apertures MilliMeter Wave (MMW) Synthetic Aperture Radar (SAR) side-looking three-Dimensional (3D) imaging is investigated in this paper. Three apertures are distributed along the cross-track direction, and three virtual phase centers will be obtained through one-input and three-output. These three virtual phase centers form a sparse array which can be used to obtain the cross-track resolution. Because the cross-track array is short, the cross-track resolution is low. When the system works in side-looking mode, the cross-track resolution and height resolution will be coupling, and the low cross-track resolution will partly be transformed into the height uncertainty. The beam pattern of the real aperture is used as a weight to improve the Peak to SideLobe Ratio (PSLR) and Integrated SideLobe Ratio (ISLR) of the cross-track sparse array. In order to suppress the high cross-track sidelobes, a weighting preprocessing method is proposed. The 3D images of a point target and a simulation scene are achieved to verify the feasibility of the proposed method. And the imaging result of the real data obtained by the cross-track three-baseline MMW InSAR prototype is presented as a beneficial attempt.     

Microwave-induced thermoacoustic imaging of joints

Due to the complexity of joint structures and the diversity of disorders in the joints, the diagnosis of joint diseases is challenging. Current clinical diagnostic techniques for evaluating joint diseases, such as arthritis, have strengths and weaknesses. New imaging techniques need to be developed for the diagnosis or auxiliary diagnosis of arthritis. As an emerging nonintrusive low-cost imaging method, microwave-induced thermoacoustic imaging (TAI) can present tissue morphology while providing tissue microwave energy absorption density distribution related to dielectric properties. TAI is currently in development to potentially visualize joint anatomic structures and to detect arthritis. Here, we offer a mini review to summarize the status of research on TAI of joints and present an outlook to future development of TAI in the detection of joint diseases.     

干涉式被动亚毫米波成像系统

干涉式辐射计通过多通道间的相关运算得到被动亮温图像。对于亚毫米波段(submillimeter-wave, SMMW)相关运算对硬件系统的精度与相位稳定性提出了很高的要求。本文中,通过特殊设计的高精度SMMW器件,实现了一套基于二单元干涉仪的干涉式辐射计系统。针对该系统的自身特点,作者提出了点源目标响应定标方法来降低系统误差。系统完成后,分别进行了干涉条纹实验和点源目标成像实验。经测试,系统的线性相位误差小于2°,角分辨率优于0.57°。系统实测性能和理论分析结果一致。以上研究为今后设计高分辨率亚毫米波干涉式成像辐射计提供了重要的参考价值。     

单像素成像在特殊波段及三维成像的应用发展

与传统的面阵成像技术不同,单像素成像技术作为一种新型的计算成像技术,使用不具备空间分辨能力的桶探测器,结合空间光场调制技术,通过关联算法重构待成像物体的空间强度信息,在研究界得到了广泛的关注。近年来,单像素成像技术被广泛应用于各种波段的成像领域,尤其是在某些面阵探测器价格昂贵甚至无法制备的特殊波段,单像素成像技术逐步发展为一项低成本高成像质量的替代技术。并且,在三维成像技术中,大量基于单像素成像的相关研究工作也被相继提出。文中主要介绍了单像素成像技术的基本原理及应用发展历程,并着重介绍了其在条纹结构投影三维成像技术中的应用工作。     

太赫兹成像雷达技术发展与制导应用探讨

太赫兹波是频段介于红外光和毫米波之间的电磁辐射,处于电子学向光学的过渡区域,兼顾了微波穿透特性和红外线成像分辨力高的特点,在雷达、宽带通信、安全探测和遥感侦察等军事领域具有巨大的潜在应用前景。本文介绍了太赫兹成像雷达的技术特点,结合导弹制导的应用要求和技术发展现状,重点分析了太赫兹成像雷达技术应用于制导的可行性,并对相关问题进行了初步探讨。