AOTF偏振光谱成像数据采集系统设计

偏振超光谱成像技术是一个新兴的交叉技术领域,探索该技术在航天、民用等领域的应用已经成为国内外的重点研究课题,特别是基于声光可调谐滤波器(AOTF)的光谱成像仪,与传统仪器相比,在工作机制和仪器设计上都有着众多的优点。通过研究AOTF的工作原理,分析实验中AOTF偏振光谱成像仪的工作过程,制定了相应的数据采集系统设计方案,并且详细论述了系统基于LabVIEW平台的设计流程,同时给出了各模块的LabVIEW程序设计框图。经过实测实验对系统的功能进行了验证,结果表明:系统能够高效可靠地完成对图像数据的采集与相应仪器的控制,具有一定的研究价值和实用价值。     

基于一维分段非线性Markov映射的混沌滚动密钥产生器

用拓扑共轭映射对一维分段线性映射进行非线性化处理,所构成的复合迭代混沌系统及其不变分布具有偶对称特性,最终生成的二值混沌序列具有理想的密码学特性。     

一种新型的混沌直接扩谱序列

提出了一种基于一维无限折叠混沌映射的直接扩谱序列构造方法。统计测试和仿真结果表明,所产生的二值直接扩谱序为统计独立的均匀分布序列,因而具有理想的二值自相关函数和零互相关函数的特性。     

一种有限区间内无限折叠的混沌映射

提出了一种在有限区间内具有无限折叠的一维混沌映射。理论分析和仿真检验证实，该映射具有远较传统的有限折叠混沌映射复杂的动力学行为和理想的分布特性，且易于分析和实现，是构造混沌扩谱通信方案和混沌密码体制的理想候选。     

一种新型量化混沌序列的统计特性研究

提出了一种多值量化器，并对一维无限折叠混沌映射所产生的多值量化序列的统计特性与混沌映射和量化器参数的关系进行了研究。理论分析和统计检验表明，选择适当的参数可使量化序列接近于独立同分布序列。该多值序列发生器还具有结构简单、实现效率高等优点。因此，它可用于产生混沌扩谱序列和混沌密钥流序列。     

一种新型均匀分布混沌伪随机数发生器

提出了一种基于一维无限折叠混沌映射的均匀分布混沌伪随机数发生器。统计测试和仿真证实，在一定的参数范围内，所产生的混沌序列为均匀分布序列且具有理想的二值自相关函数。     

宽光谱实入瞳远心中继光学系统设计

红外光谱成像系统、光场成像系统、光学显微系统、偏振干涉成像系统、复眼成像系统、环带式全景光学系统、多尺度成像系统及头戴式增强显示系统等光学系统中,通常需要中继光学系统来实现光路衔接、配曈、偏转等。研究了现有中继光学系统结构,介绍了光阑前置即具有实入曈的像方远心离轴三反光学系统的设计方法及自由曲面的描述方法,完成了满足设计参数的具有实入瞳的远心中继光学系统仿真设计,系统各镜采用XY多项式描述的自由曲面离轴三反光学系统结构。CODEV仿真设计结果表明,在工作谱段0.4~5.0 μm、焦距400 mm、F数3、视场角2ω=8°下,系统MTF(Modulation Transfer Function)接近于衍射极限,畸变小于1%,成像质量良好。     

CCD相机偏置实时修正

为了抑制CCD相机视频处理链路中由于工作温度、器件老化等因素引起偏置变化对图像质量的影响,对整个视频处理电路采取实时偏置修正的方法．首先,为了获取每一帧图像经过链路时偏置的变化,分析并修改了CCD相机驱动电路和图像处理电路等模块的工作时序．然后在图像处理模块中计算每帧图像的像元偏置修正值,并对整幅图像的每个像元进行偏置实时修正．最后输出经过修正的图像．实验结果表明：图像经过实时偏置修正后,每帧图像的偏置值基本都在同一水平．在测试模式下,获得图像偏置的均值都在107DN左右．在CCD两路输出时,左右两路图像偏置的均值的差值由170．9DN减小到4．8DN．所以此方法不仅抑制了整个视频处理链路偏置的不稳定性,而且也消除了CCD双路输出时两路数据偏置的不同．     

CCD噪声建模与仿真分析

为了提高在弱光照下电荷藕合器件图像传感器CCD（charge coupled device）工作性能,分析了传统相关双采样（correlated double sampling）技术的不足,介绍了在数字域对CCD读出噪声抑制的方法.首先,分析了CCD的各种噪声源,然后在MATLAB中建立CCD噪声的产生与分析平台.由此平台的分析结果可以看出,在弱光照、低频输出速率情况下,能为实际数字滤波电路设计出合适的数字滤波器.因此,在数字域处理CCD噪声,不仅没有引入其他电路噪声,而且比传统方法能更好地抑制复位噪声.