红外成像系统噪声等效温差参数测试算法及应用研究

噪声等效温差(NETD)是表征红外成像系统灵敏度的关键参数,也是评估红外成像系统性能的重要参数之一,应用广泛。通过对红外成像系统3D噪声、信号传递函数(SiTF)、NETD等参数测试方法、算法和流程研究,给出一种基于视频文件的3D噪声离线对比测试方法和一种SiTF线性区自动判断计算斜率算法,在此基础上针对某型技术保障装备国产化光电检测平台开发了配套应用软件功能模块;实现了通过计算单位均方根噪声所对应的SiTF斜率值,分析得出系统NETD参数值的功能;以某型热像仪为被测对象,开展了测试结果重复性和一致性试验,并与I-SITE红外整机测试系统进行了对比测试;实验结果表明开发的NETD参数测试功能模块测试精度和重复性满足设计要求,具有较高实用价值,已进行了工程应用。     

18位高精度音频Σ-ΔDAC设计

采用基于过采样Σ-ΔDAC调制技术设计的音频D/A转换器,对量化噪声进行有效整形,提高了分辨率和带内信噪比(SNR)。重点对Sigma-delta设计进行了详细分析,给出了有关电路结构和仿真结果。芯片已在TSMC 0.18μm CMOS工艺上流片成功,在工作频率6.144MHz时动态范围达128.6dB,信噪比109.5dB,总谐波失真达-117.2dB。     

18位高精度音频∑-△DAC设计

采用基于过采样∑-△DAC调制技术设计的音频D/A转换器,对量化噪声进行有效整形,提高了分辨率和带内信噪比(SNR).重点对Sigma-delta设计进行了详细分析,给出了有关电路结构和仿真结果.芯片已在TSMC 0.18μm CMOS工艺上流片成功,在工作频率6.144MHz时动态范围达128.6dB,信噪比109.5dB,总谐波失真达-117.2dB.     

光电系统对空间目标成像建模仿真研究

对光电系统成像过程进行了建模仿真研究,采用光线跟踪法建立了成像过程的光线跟踪模型;根据线性滤波理论,对系统的各组成单元的调制传递函数进行分析,给出整个系统的传递函数,建立了成像过程的传递函数模型;结合光线跟踪与调制传递函数模型,建立了光电系统对空间目标成像仿真物理模型,给出了仿真流程;最后,进行了成像仿真,结果给出了目标在像面上的灰度分布曲线及仿真图像,验证系统理论传递函数,证明了模型的合理性.     

双输入多率系统辅助模型增广随机梯度算法

针对有色噪声干扰的双输入多率系统,为解决辨识模型信息向量中存在未知变量和不可测噪声项的问题,结合辅助模型思想和递推增广随机梯度算法的优点,用辅助模型的输出代替系统的未知变量,用估计残差代替信息向量中的不可测噪声项,进而提出了双输入多率系统的辅助模型增广随机梯度算法。为了提高辨识算法的收敛速度和改善参数估计精度,在算法中引入遗忘因子,得到相应的辅助模型带遗忘因子增广随机梯度算法。仿真实例说明,引入遗忘因子,能加快算法的收敛性,提高参数估计精度。     

基于表层剥离原理的传递函数设计

针对体绘制领域目前存在的计算开销、经验提取和复杂人工干预等几个重要的应用问题,提出了传递函数设定的表层剥离算法。表层剥离算法通过单程交越检测和高梯度比例边缘检测,解决了表层起伏现象导致的分类误差较大,需要复杂的人工干预调整的问题;避免引入高阶偏导等复杂的计算,保持了较低的计算开销;而且形成了一种简单且能发挥用户直觉,具有较高自动化成分的传递函数设定方式,取得了较好的效果。据此开发的普及型医学图像分析系统验证了算法的有效性。     

体绘制中传递函数设计的研究现状与展望

在体绘制中,传递函数将3维数据场的采样点映射成光学参数,直接决定了绘制的效果,成为体绘制研究的关键。然而传递函数的设计存在盲目性、用户界面不直观、参数调节复杂等问题,针对这些问题,提出了许多解决方法。首先介绍传递函数的定义,总结各种设计传递函数的定义域、值域、映射规则的方法,然后从不同的角度对传递函数的设计方法作全面的概述,重点介绍图像中心法、数据中心法和对象中心法,既分析了这些方法的特点,又比较了它们之间的内在联系,并探讨了新的设计思路,展望了该领域未来的研究方向。     

基于规范图像的光电成像系统采样响应研究北大核心CSCD

为了研究采样响应对光电成像系统生成图像的质量的影响,本文提出了将规范图像作为输入建立封闭的模型来分析采样响应的方法。首先给出了规范图像的定义并得到了USAF 1951规范图像的数学模型,然后分析了光电成像系统的采样响应过程和采样响应函数,最后讨论了USAF 1951规范图像在不同条件下的采样响应结果。研究结果表明:当采样前MTF截止频率、采样频率与采样后MTF截止频率之间的关系不同时,采样响应对像质的影响不同;当采样频率与采样前MTF截止频率满足一定的条件时,可在图像模糊与混叠之间取得平衡。     

弱电网下直驱风机网侧换流器建模及稳定运行控制策略分析

直驱风机网侧换流器可能因与弱电网动态交互引发系统失稳问题。为探究系统的交互机理,保证系统的稳定运行,首先对直驱风机并网模型进行了合理简化,建立了弱电网下直驱风机网侧换流器与电网交互的单输入单输出传递函数模型,并应用经典频域判据进行稳定性分析,探究电气与控制环节对于系统稳定性的影响。其次在分析锁相环导致系统失稳的原因基础上,提出了一种新型3阶锁相环控制结构设计方案,并对锁相环参数进行了多目标优化设计。结果表明,3阶锁相环具有更好的谐波衰减效果,在短路比为2的极弱电网下仍可以保持稳定运行。最后基于MATLAB/Simulink仿真平台验证了所提设计方案的有效性。     

低电平扫描电流高强辐射场试验方法研究

低电平扫描电流试验(LLSC)是飞机高强辐射场(HIRF)试验的一部分,其实质是在2~400 MHz 频段 内对飞机进行电磁辐照,以确定外部HIRF 环境与设备线束感应电流之间的传递函数。基于RTCA/ DO-160G 和SAE ARP5583A 标准建立HIRF 测试环境,通过对AC312E 直升机开展低电平扫描电流试验,得到了线束传递函数随频 率、天线极化方式、电磁辐照方向、线束布置的变化规律并分析了其影响机理。结果表明:发射天线以不同极化方式 辐照机体时,不同布置的线束其传递函数有一定差别;发射天线以垂直极化在0°方向辐照时,行李舱附近右发动机 控制单元(EECUR)线束的传递函数比位于驾驶舱的座舱显示器(MFD)线束的传递函数要小;发射天线以垂直极化 方式在不同方向辐照机体时,EECUR 线束在某些频段下在右侧90°方向辐照比左侧270°方向辐照的传递函数要大。 所得结论可为直升机适航符合性验证和低电平扫描电流试验的开展提供参考与支撑。