CMOS APS图像传感器的像质分析

使用标准CMOS制作工艺生产的有源像素传感器（APS）引起了广泛关注。为了确定CMOS APS成像系统设计的主要参数选择的正确性,以及能否满足要求或指标,需要对相机系统的像质进行分析。考虑到CMOS APS图像传感器与CCD的不同,在分析时计算了CMOS APS成像系统中的镜头、滤光片和焦平面的调制传递函数（MTF）,系统MTF曲线为各个部分MTF值之积。在系统截止频率范围内,利用MTF曲线所围面积的大小来评价系统的成像质量。在系统制造之前,用调制传递函数作为像质的评价方法,看其是否符合使用要求,是十分有价值的工作。     

无人机非量测相机检定及检定场建立

结合非量测相机的基本特点,阐述了将非量测相机应用于无人机低空航空摄影测量时,需要进行的主要参数改正。针对参数改正内容,研究适用于无人机非量测相机的检定方法,提出非量测相机的室内高精度三维检定场的建立方案,并设计模型解算非量测相机的内方位元素和畸变参数,实现对非量测相机的检定。     

X射线成像系统调制传递函数测试方法及其评价

介绍了调制传递函数的概念,综述了医学放射成像系统的调制传递函数测量的常见方法,并从调制传递函数计量的角度分析了各方法的测量精度及其优缺点,最后给出了常见的医学放射系统质量调制传递函数评判准则.     

包含光源面积的整体相位衬度调制传递函数

在部分相干光学理论的基础上,建立了一个整体相位衬度调制传递函数理论模型,模型中包含了光源焦点面积大小对X线相衬成像系统相位调制的影响,并通过数值模拟和数据计算,提出了X线相衬成像系统对光源焦点面积的选择原则,和焦点面积确定条件下的成像参数优化方法,结果表明,这种包含X线光源面积因素的相位衬度调制传递函数模型,更能反映整个系统的光学成像性能,更能有利于成像参数的优化设计。     

利用CCD测定X射线增感屏的调制传递函数

本文论证了利用ＣＣＤ测定Ｘ射线胶片和增感屏调制传递函数和可行性，并给出了一种适用于ＣＣＤ测试数据的处理方法，对于同一种Ｘ射线胶片增感屏，分别给出了测微光密度计和ＣＣＤ两种测量数据及其误差分析，并用对几种不同增感屏和胶片性能做了评价，从实际应用中指出复ＣＣＤ探头测量调制传递函数的优越性。     

近贴X射线成像系统调制传递特性联合检测方法

利用光学调制传递函数评价原理,在建立了各个成像子系统信号传递关系的基础上,提出了一种近贴式X射线成像光学调制传递特性检测方法。从像增强器约束、射线源约束和噪声约束这3个角度对近贴式X射线成像系统光学调制传递函数进行理论定标。将近贴式X射线成像系统后端的CCD望远系统换成CCD显微系统并对不同空间分辨率的铅栅进行成像与对比度拟合。实验结果表明:时域均衡可以有效提高拟合精度。其拟合结果表明空间分辨率为10线对/mm时其调制传递函数仍有10%,与理论定标结果基本一致。故传统近贴式X射线成像系统的望远光学镜头分辨率才是真正的成像瓶颈。     

量子检测效率在数字化X线系统计量中的应用

介绍了依据国际标准IEC 62220-1在RQA5线质下,获得调制传递函数、噪声功率谱的实验方法,以及通过调制传递函数和噪声功率谱计算量子检测效率的方法。通过获得的实验数据分析了量子检测效率与入射剂量、数字化X线系统的空间分辨率以及低对比分辨率的关系。实验结果证明量子检测效率是数字化X线系统计量检定的补充,是最适合描述数字化X线系统成像性能的指标。     

像元间隔对亚像元动态成像系统MTF的影响

亚像元动态成像系统的调制传递函数MTF主要取决于像元尺寸及像元间隔等因素的影响。分析了像元间隔对亚像元动态成像系统的调制传递函数的影响，并给出了数值分析的结果：像元间的隔对亚像元动态成像系统MTF的影响总的趋势是随着像元间的增大而增大。     

连续扫描成像光学系统MTF的数值分析(英文)

为了实现高分辨力,在地球静止轨道上工作的遥感系统通常装备大口径光学系统,但光学系统的视场通常很小。扫描成像技术可使地球静止轨道上的高分辨力遥感光学系统获得更大的观测范围。但在扫描镜转动时像点一直在移动,所以在CCD曝光时间内会出现像点混叠。因此,扫描成像光学系统的调制传递函数将变差。本文采用动态光学传递函数分析方法研究了连续扫描成像光学系统成像性能。结果表明,在曝光时间范围0.5~1.5 ms,扫描镜的旋转角度应小于(7×10-6)o以保持较高的MTF。最后,给出了连续扫描镜的驱动方法并分析了扫描镜驱动不稳定性对MTF的影响。本文的研究结果可为连续扫描成像光学系统的深入研究和制作提供参考。     

形状记忆合金薄板在不同温度下的σ-ε曲线的简便电测法

本文介绍了记忆合金薄板拉伸σ-ε曲线的电测方法。所测板厚在0.5mm～1.5mm范围效果最佳。从自动描绘的拉伸σ-ε曲线上可读出记忆材料在不同温度处由应力诱发马氏体转变所需临界值σ~(P,M);也可得出各温度下伪弹性回复量与形状记忆回复量的相对大小。每测一片试件不超过15分钟。初步解决了在非instron电子拉伸机上测定薄板记忆合金的拉伸σ-ε曲线问题。     

基于插值数浮动的MTF精确测量方法

采用刀口法测量成像系统调制传递函数(MTF)时,刀口装置与探测器矩阵夹角的准确测量是难点和关键点之一.针对这一问题,首先模拟刀口图像倾角对应的理论基准插值,研究了加载噪声情况下插值数浮动与线扩散函数(LSF)波动性变化以及MTF曲线衰减特性的定量关系;接着对实际X射线数字化成像系统获得的特定倾角下的刀口边缘图像进行了基于插值浮动的MTF测量,并将由其获得的MTF值与线对卡结果进行比较,证明了该方法用于成像系统MTF测量的有效性.结果表明:角度测量误差造成实际插值数偏离理想基准插值,导致LSF曲线光滑性变差,MTF衰减程度高于实际衰减.通过插值浮动方法,能够有效地避免角度测量误差引起的MTF测量的误差,降低角度测量的高精密性要求.     

圆孔阵列对“猫眼”目标成像质量的影响分析

利用圆孔阵列光强调制作用可以有效减弱光学窗口的“猫眼”效应,同时也会对“猫眼”目标成像质量产生一定不利影响.考虑到利用调制传递函数(MTF)可对光电仪器成像质量进行综合评价,分别给出了测试望远系统和微光夜视系统MTF的数学模型,利用自行研制的光学仪器MTF数字化检测系统,实现了这两种典型“猫眼”目标MTF的数字化检测.结果表明,圆孔阵列在全空间频率上均使“猫眼”目标的MTF有所下降,且孔径较小、孔阵较密的圆孔阵列对“猫眼”目标MTF的影响较小,这为合理设计圆孔阵列结构以减小对“猫眼”目标成像质量的影响提供了可靠的实验数据.     

Measurement of the modulation transfer function of digital X-ray detectors with an opaque edge-test device

A variant of the edge method for the determination of the pre-sampled modulation transfer function (MTF) of digital X-ray imaging devices has been developed and accepted as the standard method in the novel DQE measurement standard IEC 62220-1. An opaque tungsten edge-test device accomplishes the ideal step-like profile of the incident X rays. The edge spread function is measured over a large region across the edge transition that enables an accurate MTF measurement including the 'low-frequency drop'. The method has been applied to different state-of-the-art X-ray imaging detectors, a computed radiography, a CsI-based indirect and an Se-based direct flat-panel detector. The MTF measurement results will be presented. In contrast to the opaque edge device, the commonly used semi-transparent edge-test devices produce scatter radiation that deteriorates the incident X-ray profile, which leads to a systematic overestimation of the MTF.     

卫星振动对TDICCD成像质量的影响及补偿方法

为了对卫星振动图像进行稳像处理,分析了卫星振动对时间延时积分(TDI)电荷耦合器件(CCD)成像质量的影响,提出了一种对卫星振动进行补偿的方法.首先介绍了TDICCD的工作原理及其对振动的敏感性,然后以调制传递函数(MTF)为评价标准研究了振动对TDICCD成像质量的影响,重点分析了TDICCD积分级数与振动的关系.通过对卫星振动数据的具体计算表明,TDICCD的积分级数越大,卫星振动对成像质量的影响越严重.当TDICCD积分级数大于或等于54时,MTF值已下降到95%以下.根据分析结果,提出了基于快速CCD的卫星振动检测方法和基于振镜的卫星振动补偿方法来补偿卫星振动对TDICCD成像质量的影响.在卫星振动检测技术中,提出了一种改进的灰度投影算法来检测卫星振动参量,检测误差不超过0.5个像素.     

LCD组件检测中用MTF评估自动聚焦分辨率的方法

液晶检测设备在自动聚焦后由于焦距变化,成像分辨率也不可避免的发生变化,为此必须提供一种快速评估检测设备实际分辨率的方法。由于检测设备总分辨率为镜头分辨率与相机分辨率的乘积,因此论文提出先根据相机的各种噪声模型建立相机对比度分辨值,接着用频率渐变的LCD黑白样条光栅评估不同频率下镜头MTF的像质退化情况,最后通过分析分辨率与对比度关系,得出相机最高对比度下能够分辨出的经过成像系统像质退化产生亮暗模糊所对应的空间截止频率。实验表明在使用光学检测设备对手机背光源进行缺陷检测时,论文的方法评估实际分辨率>17μm,用背光源标定样品实际检测后可以得到,对于17μm以上缺陷检测设备都能清晰成像,因此结果证明了该方法的有效性。     

Proposed method of determining ISO speed for opto-electronic cameras used in astronomy

Abstract

Many of the more specialised digital cameras produced for use with telescopes have no information provided to describe their sensitivity in terms of a recognised system, such as an ISO speed rating, whereas digital cameras supplied for pictorial imaging usually do have an ISO speed quoted by the manufacturer. The science of photographic sensitometry has become established over the past 110 years and, in many respects, the knowledge gained can be applied satisfactorily to non-photographic camera systems used for astronomy and also for many other scientific and technical applications. A method is described by which an ISO speed rating can be assigned to a digital camera system used for imaging in astronomy.     

基于高光谱成像技术的中医舌纹分析算法

针对中医舌诊现代化中使用彩色或灰度图像进行舌纹分析困难的问题,采用高光谱成像系统代替数码相机进行舌图像采集,并提出基于Gabor滤波器的舌纹分析算法.这一算法充分利用高光谱舌图像图、谱两方面的信息进行舌纹分析,并根据特征向量之间归一化的距离对部分典型舌纹进行初步分类.在对474例具有典型舌纹的高光谱舌图像的分类中,除了在来蛇纹与去蛇纹、四直纹与曲虫纹、太阳纹和龟纹、左右撇纹和锯齿纹之间有一定的误分外,整体具有较好的分类精度.这些分类结果表明,基于高光谱图像的舌纹分析方法明显优于基于灰度图像的舌纹分析方法.     

Making optical low-pass spatial filters by thin-film phase grating

A modified rule was applied to design a grating optical low-pass spatial filter (GOLF) with a thin-film phase grating. This filter differed from the crystal type of optical low-pass spatial filter (OLPF). The fabrication method of the thin-film phase GOLF was also different from the conventional lithographic process. A new fabrication method utilizing a metal mesh mask and a thin-film coating process was applied to make the GOLF. The process had the advantages of being simple and cheap, and would thus be good for mass-production. The modulation transfer function (MTF) of the device was measured and the results agree well with the theoretical calculations. Finally, the GOLF was installed on a digital camera which was used to capture images of the circular zone plane (CZP), to show the Moiré pattern suppression ability.     

Application of a plastic scintillating fiber array for low-energy x-ray imaging

Interest in digital imaging has led to the development of new detectors in the form of large-area displays. Most of the recent improvements are based on charge-coupled devices, a:Si photodiodes arrays, and so on. Some of these photodetectors must be coupled to scintillating screens to convert the ionizing radiation into light. Fiber-optic screens offer an advantage for achieving this interface because the length (thickness) of the interaction medium does not contribute too much to the degradation of the spatial resolution. We discuss the possibility of using a plastic scintillating fiber (PSF) array for x-ray detection and imaging in the 10-keV range. Modulation-transfer-function (MTF) measurements of the PSF array are compared with the optics MTF of the imaging system (without the sample); cross talk in the fiber array is negligible, even though the fiber array thickness is 20 mm. The optimal thickness of the array is estimated experimentally.