受光阑限制的部分相干光通过湍流大气传输的方向性

基于广义惠更斯菲涅耳原理,并利用Rytov相位结构函数二次近似的方法,推导出了受光阑限制的高斯谢尔模型(GSM)光束通过湍流大气传输的二阶矩宽度及扩展角解析表达式。以未受光阑限制的GSM光束为参照光束,分别利用扩展角和归一化远场平均光强分布研究了受光阑限制的GSM光通过湍流大气传输的方向性。研究表明,若以扩展角表征光束的方向性,则在一定条件下,截断参数δ不同的受光阑限制的GSM光束能够与相应的未受光阑限制的GSM光束在自由空间及湍流大气中具有相同的方向性;若以归一化远场平均光强分布表征光束的方向性,则即使扩展角一致,δ不同的受光阑限制的GSM光束与相应的未受光阑限制的GSM光束在自由空间中的方向性也并不相同,但在湍流中则一致。     

光阑偏心对数字散斑干涉空间频谱的影响研究

光阑在空间域内对成像光束起到限制的作用,在光学系统中的应用十分广泛。在数字散斑干涉测量系统中,通常采用光阑对物光空间频率进行限制,便于针对待测目标完成后续的信号解调。理想情况下,光阑的中心位置应与光轴重合、且表面与光轴垂直,但在实际过程中,经常由于调整精度问题使得光阑中心偏离光轴,或者由于结构设计问题采用偏心光阑。本文以空间光束的傅里叶变换特性为基础,研究了光阑中心偏离光轴位置对物光和数字散斑干涉空间频谱的影响,并进行了实验验证,理论与实验结果一致。本文对数字散斑干涉系统关键参数设计,具有理论指导意义。     

Bessel光束通过含光阑的球差分数傅里叶变换系统的传输

基于广义惠更斯-菲涅耳衍射积分公式,以LohmannⅠ型光学系统为例,推导出Bessel光束通过含光阑的球差分数傅里叶变换系统后的场分布表达式,通过数值模拟计算了Bessel光束在理想分数傅里叶变换系统中的传输特性以及光阑和球差对光束传输的影响规律。研究表明:Bessel光束通过分数傅里叶变换系统后不再保持其传输不变性;系统只含光阑时,可在常规傅里叶变换面上获得空心光束;系统同时存在光阑和球差时,正球差下输出面可获得聚焦性更好、中心光强更强的光束;光阑较小时,轴上光强分布主要受光阑影响,光阑达到一定数值后,轴上光强分布主要受球差影响。     

干涉光束提高光刻分辨率

光刻的不断改善已使大量制造特征尺寸小至 0 .1 8μm的半导体芯片成为可能。由于对空前计算能力的需求 ,迫切需要开发使光刻推广到更小线宽的技术。光学材料和透镜设计的限制要求这种最新技术具有使分辨率超过采用铬玻璃掩模和轴上照明的标准光刻系统的诀窍。诀窍的若干内容是相移掩模、各种类别的离轴照明和光学贴近校正。现在一种新增诀窍称为成像干涉光刻 ( ILL)术。图 1　成像干涉光刻光学系统的入瞳光阑含有通过x和 y零级光束的两个针孔 ,模拟正交零级光束的挪开和重新组合由新墨西哥大学 S.Brueck和他的研究组发展的成像干涉光刻术…     

大视场高分辨率数字全息成像技术综述

数字全息作为一种干涉成像方式,能够准确记录物体的相位信息,具有快速、无损、三维成像等优势,被广泛应用于生物成像与材料科学等领域。与其他光学成像方式相同,数字全息也面临分辨率与成像视场互为限制而导致空间带宽积受限的问题。研究人员提出了计算照明、计算调制与计算探测等方法,通过牺牲成像系统的时间、偏振等自由度来扩展其空间带宽积。文中分析了光学系统信息承载能力的理论基础,总结了近年来大视场高分辨率的数字全息成像技术,介绍了倾斜照明、结构光照明、随机调制照明、多位置综合孔径探测和像素超分辨等方法实现分辨率增强,以及基于角度复用的视场扩展的原理及具体实现,对不同方法进行了比较和分析,并对提高分辨率以及扩大视场的途径进行了展望。     

小尺寸波纹光阑的实验研究

报道了在光路中使用小尺寸波纹光阑代替圆孔光阑的研究结果。应用菲涅耳衍射光强分布理论以及光上光强分布理论对波纹光阑在一定条件下的作用范围进行了分析。用CCD成像系统对实验结果进行记录。结表明实际与理论能较好地吻合。从光路的实际使用效果看，对比圆孔光阑，应用波纹光阑在其作用范围内实现了对光束衍射调制的抑制和填充冈子的提高。     

光学系统设计中的光阑应用分析

基于远心镜头、显微镜头等成像镜头的光学系统在半导体装备上应用非常广泛。光学系统设计中需要规定对一定成像范围内的物点,以要求孔径角成像,这些对成像光束起到约束作用的孔径称为光阑;依据作用不同,一般分为孔径光阑、视场光阑、渐晕光阑和消杂散光阑;结合光学系统设计案例,深入分析了各类光阑对光学系统的影响。     

超大幅宽低畸变成像系统设计与分析

针对光机扫描式超大幅宽对地观测面临的地面成像畸变导致的分辨率随扫描视场增大而急剧降低的问题,提出了一种变焦距摆扫配合可调狭缝光阑成像的方法,推导了其在超大幅宽成像过程中需满足的变焦扫描与光阑控制关系式.理论分析表明:当系统光轴倾斜角度和狭缝大小与瞬时焦距满足对应关系时,可有效消除地面成像畸变,解决边缘分辨率急剧降低的问题,实现大幅宽扫描成像过程中地面分辨率始终与星下点分辨率保持一致.此外,设计了一套变焦摆扫成像系统,分析证明了该方法具有较大可行性,这对未来超大幅宽、高分辨率对地成像观测具有重要指导意义.     

高亮度细束可拆卸电子枪

研制一种高亮度细束可拆卸电子枪。电子束工作电压10kV,总束流100300A。在采用直径20m的圆形或2020m2的方形物孔限制光阑时,通过物孔光阑的束流是12A,束角为510-3。对电子枪的结构作了介绍,对阴极灯丝、阳极头、物孔光阑等的制造和组装也作了说明。枪外径特别小,只有17mm,可用于大屏幕油膜光阀、热塑记录等需要动态真空系统的场合。     

矩阵束法在ISAR成像中的应用

传统的基于FFT的ISAR成像算法，受成像角度的限制，分辨率非常有限。为了提高图像分辨率，本文根据目标回波的特点，提出了先用矩阵束方法在频域进行数据处理，再用FFT进行横向分辨的ISAR成像方法。实测数据处理结果表明了该方法的有效性。     

双站合成孔径雷达随机扰动误差分析

根据双站合成孔径雷达飞行平台的运动特点,分析了随机扰动误差对双站正侧视SAR成像的影响,推导出了载体平台沿理想航线方向扰动和横向扰动情况下的图像位移准则和分辨率准则,以及振动情况下控制图像对比度损失的限制条件,并对这些结果进行了分析,得出了相关结论,这对双站SAR的工程实践具有重要的指导意义.     

Imaging of a shallow subsurface objects: an experimentalinvestigation

The principles of a bistatic (forward-looking) system equipped with the capability for location and imaging of isolated shallow, subsurface objects is presented. Simple signal processing tools are developed, which are subsequently employed on experimental data obtained using an S-band system (3.5 GHz) on several objects of interest observed under ideal testbed conditions. The results of signal/image processing using measured data are presented that attest to the success in identifying isolated target signatures under these ideal conditions, and also indicate further need for sophisticated signal/image processing based on improved wave propagation models     

参数对微焦点源相位相衬像质影响的研究

微焦点同轴X射线相位相衬成像能得到清晰度和分辨率高的图像.本文从理论上用计算机模拟的方法分析各参数对成像质量的影响,以指导实验时避免不必要的时间和材料浪费,获得理想的图像.     

基于双域分解的夜间车辆红外图像研究

夜间车辆交通红外图像光照不均,导致车辆图像细节纹理较弱,识别难度较大。为此,提出基于双域分解的夜间车辆交通红外偏振图像增强方法。采用改进Retinex低照度图像光照补偿算法,分解图像为低频图像与高频图像,对低频图像去雾、优化其对比度,对高频图像去噪与增强,合成低频、高频图像实现夜间车辆交通红外偏振图像增强。实验测试结果证明,对比传统方法,所提方法增强后图像亮度与对比度得以优化,且细节信息更丰富,具有理想的视觉效果。     

利用反转实现理想对比度的密图分存

可视秘密共享的一个主要不足是重构后图像的对比度损失严重.提出了利用反转实现理想对比度的密图分存方案.编码轮数为m/h(上取整) (m和h分别是白像素加密所用基阵全部列和全白列的数量),采取像素块编码方式,每步都将m个连续相同的像素进行一次性加密编码,不产生像素扩展.对方案的正确性和安全性进行了证明,并与类似方案进行了对比分析和实验.该方案编码效率较高,系统容量较小.     

低维超平面结构在高光谱图像异常检测中的应用

异常检测在高光谱军事应用领域具有重要的意义,它能够在没有光谱库和大气校正的条件下检测出与图像背景存在光谱差异的目标.由于高光谱图像的统计特性复杂,基于统计的异常检测方法在统计模型和参数估计方面存在一定误差,往往不能取得理想的结果.从数据集流形结构的角度,提出了一种基于高维空间超平面结构的高光谱图像异常检测方法.从线性混合模型入手,根据图像数据集合在高维空间中的几何分布的特点,提出了利用超平面的几何特性来检测图像异常的方法.由于算法不使用多元统计模型,具有较强的实用性.最后,利用仿真数据和真实数据对算法的有效性进行检验.     

Image quality assessment for contrast enhancement evaluation

Although the contrast enhancement (CE) is a great challenge, few efforts have been conducted on evaluation of the contrast changes. In this paper, we propose a contrast-changed image quality (CCIQ) metric including a local index, named edge-based contrast criterion (ECC), and three global measures. In the global measures, entropy, correlation coefficient and mean intensity are exploited. Particle swarm optimization (PSO) algorithm is utilized for obtaining an optimal combination of these quantities. Although the presented method utilizes the original image, it cannot be considered as a full-reference metric, since the original image is not regarded to have the ideal quality. Hence, it can be concluded that it follows a new paradigm in image quality assessment. Experimental results on the three benchmark databases, CID2013, TID2013 and TID2008 demonstrate that the proposed metric outperforms the-state-of-the-art methods.     

Image focus measure based on polynomial coefficients and spectral radius

In this paper, a new measure of image focus based on the statistical properties of polynomial coefficients and spectral radius is proposed. Spectral radius captures the dominant features and represents the important dynamics of an image. It is shown that the proposed focus measure is monotonic and unimodal with respect to the degree of defocusation, noise and blurring effects. Moreover, it is sufficiently invariant to contrast changes occur due to the variations in intensities of illumination. The noise studies show that the proposed focus measure is robust under the different noisy and blurring conditions. The performance of proposed focus measure is gauged by comparing with the existing image focus measures. Experimental results using synthetic as well as real-time images with known and unknown distortion conditions show the wider working capability and higher prediction consistency of the proposed focus measure. Moreover, the performance of the proposed approach is validated with most popular five image quality databases: TID2008, LIVE, CSIQ, IVC and Cornell-A57. Experimentation on the databases shows that the proposed metric provides the comparatively higher correlation with ideal mean observer score than the existing metrics.     

基于亮度和对比度模型的图像融合质量评估标准

针对图像融合质量客观评估问题中,结构相似度标准的视觉模型过于简化视觉特性的缺陷,引入新的亮度和对比度模型,提出一种新的图像融合质量评估标准.实验证明,新的评估标准更能反映人的视觉感知与电脑显示硬件的特性,与人的视觉感知标准更为接近.     

基于稀疏表示的红外图像去噪算法研究

红外图像具有动态范围窄、对比度低、易受噪声污染等缺点,传统红外图像去噪算法在去除噪声的同时也滤掉了图像细节。提出了一种基于稀疏表示的红外图像去噪新方法。该方法首先将原始红外图像进行聚类分析,再将每一聚类子图像分解成字典,由稀疏系数矩阵重构去噪后的红外图像。实验结果表明,该方法相比于传统红外图像去噪算法,能更好地保留图像的细节信息,视觉效果比较理想。