线阵推扫式CCD亚像元成像的列向动态调制传递函数

采用亚像元成像技术对焦平面上彼此错开1/2像素的CCD获得的初始图像进行合成,获得分辨率为初始图像2倍的新图像.在CCD采样时间内目标高速运动所引起的像与CCD之间的列向相对位移会导致成像质量的下降.从调制传递函数（MTF）的定义出发,引入像与CCD之间的相对运动速度,推导出了线阵推扫式CCD亚像元成像列向动态MTF的理论公式.对一种CCD的MTF进行具体的数值计算,结果表明亚像元成像技术能够有效地提高线阵推扫式CCD的列向成像质量.     

基于调制传递函数的CCD亚像元成像质量评价

从调制传递函数值的定义出发,导出了各种表面结构线阵电荷耦合器件(CCD)亚像元成像的调制传递函数.对其中两种表面结构线阵CCD的调制传递函数作了具体的数值计算.结果显示,理论上亚像元成像获得图像的分辨率几乎能够达到CCD分辨率的两倍,使得获取高于器件极限分辨率的数字图像成为可能;在空间频率低于CCD的Nyquist频率时,亚像元成像质量也明显好于一般成像质量.     

CCD像元间暗电流和响应不一致性的矫正方法

目的　研究 CCD各像元之间的暗电流和响应不一致性的矫正方法 .方法　通过 CCD拍摄一均匀物 ,并求得各像元之间不一致性的修正系数 ,用来补偿这种不均匀性 .结果　通过该方法能得到清晰的图像 .结论　该方法能有效地消除 CCD像元响应不一致性给图像带来的干扰     

阴极直径100mm像增强器设计与研制

设计研制一种用于宽量程扫描相机的大工作面积、高空间分辨像增强器,实现对扫描相机大面积输出图像的增强,用以解决输出图像与CCD记录系统的直接耦合匹配问题,克服了采用光纤光锥或透镜耦合到小面积像增强器时光能利用率太低的问题.对像增强器样管的实验测试结果表明,像增强器输入面积直径大于100 mm,输出图像直径30 mm,放大倍率为0.33.中心空间分辨率达30 lp/mm,边缘空间分辨率达25 lp/mm,几何畸变不大于10%.试验结果与理论设计吻合良好,性能指标满足设计要求.     

输入信号与线列光纤传像束的位相匹配对调制传递函数的影响

根据调制传递函数对比度定义,建立了分析线列光纤传像束调制传递函数的数理关系,采用数值计算的方式,分析了线列光纤传像束像元与输入信号之间的位相关系对调制传递函数的影响.结果表明,输入信号与线列光纤传像束的位相匹配对调制传递函数有一定的影响,在光纤直径一定时,影响大小与输入信号的频率有关,输入信号频率越高,其影响越大;反之,输入信号频率越低,其影响越小.     

基于线阵列CCD的带转像棱镜的位置测量

为了降低二维位置定位系统的成本，提出了一种基于线阵列电荷耦合器件（CCD）的测量方法.通过设计一个带有主透镜、球面镜 柱面镜组合以及转像棱镜的特殊光学系统，该光学系统将具有相同坐标值的点成像为同一条直线，使用一个垂直于轴的线阵列CCD来测量该点的一个坐标值.采用转像棱镜使得像面发生90°的旋转，可以用同一个CCD测量该点的另一个坐标值.给出了这种测量方法在电子白板中的应用，并讨论了其高斯光学系统.结果表明，该方法在降低成本的同时可以保证测量精度.     

基于LabVIEW的亚像元成像实验平台设计

亚像元图像融合方法是一种提高遥感图像分辨力的有效方法,通过融合两帧对同一目标成像的、错开1/2像元的亚像元图像序列,得到分辨力更高的图像。本文以电控直线导轨、面阵CCD探测器、图像采集卡为硬件,基于LabVIEW开发控制软件,搭建了亚像元成像实验平台,实现了采集亚像元图像序列的功能。通过测试实验证明,该系统采集的图像配准精度极高,为下一步研究亚像元图像融合算法打下了良好的基础。     

光纤传像器件参数测试方法研究

提出了一种基于采用CCD相机的单积分球光纤传像器件透过率的测试方法,分析了透过率的测量原理,通过实验检验了这一方案的可行性.与用光电探测器的双积分球测试方法相比,这种方法具有结构简单、测试速度快等特点,它还可实现包括局域透过率、中心-边缘透过率相对误差、桶/枕形失真等的多参数测量.     

基于光纤像面全息的金属构件微位移测量

针对激光全息技术能处理常规方法难以解决的问题以及光纤具有环境适应性的特点,设计了一种基于光纤像面全息干涉计量对金属材料构件微小位移测量的方法.通过对不同芯径传像光纤束情况下的成像结果分析,得出了与材料力学相符合的结论.实验结果表明,提出的方案适用于对金属材料特性的高精度测量,可以解决阻碍激光全息技术推广应用和发展的环境要求.     

CCD彩色插值的MTF退化研究

为了分析电荷耦合元件（CCD）在成像过程以及彩色插值算法引起的图像退化问题,提出CCD彩色插值的调制传递函数（MTF）研究方法.分析CCD在传递图像时的退化情况,选取常用的插值算法,如双线性插值,梯度插值,计算插值算法对图像退化影响,用MTF来表征CCD彩色成像时的传递能力.实验结果表明,即使只考虑插值算法的影响,CCD彩色成像时的调制传递能力将在非彩色插值CCD的基础上进一步退化,在奈奎斯特频率下只有非插值CCD的1/2左右.因此CCD的空间离散采样特性使图像在传递时出现退化,当CCD前面置入彩色滤波片（CFA）后,由于彩色插值算法的影响,MTF将进一步减弱.     

In flight MTF monitoring and compensation for CCD camera on CBERS-02

In this article, the approach of simulating ideal tarp scene was proposed to determine the MTF for CCD camera on CBERS-02. The MTF acquired from this technique was compared to those from some common methods. MTFs achieved from different approaches were employed to compensate the CCD images based on three restoration algorithms: the iterative method, the Wiener filter and the modified inverse filter (MIF). The two-dimensional MTF was established with the value at frequency 0.5 for 45° directional MTF as the value at its four corners. This article addressed the variations of the restored CCD images with different techniques of constructing two-dimensional MTF, restoring algorithms and determining the in-flight MTFs. Results showed images restored with the MTF determined from the technique of simulating ideal tarp scene represent the real scene best. And the restoration technique based on the MIF would produce better restored images than the other two techniques. This research also demonstrated that the two-dimensional MTF used for restoration should be interpolated under the control of the MTF for 45° axis, rather than by multiplying the cross-orbit MTF with along-orbit MTF.     

振动和级数对星载TDI CCD成像质量影响的模拟分析

为了研究振动和级数对星载TDI CCD成像质量的影响,模拟了发生振动时不同TDI CCD级数的图像,并采用像移计算MTF方法对成像质量进行评价.结果表明:发生振动时,TDI CCD级数变化对成像质量会造成影响,成像质量随着TDI CCD级数的增加而下降;TDI CCD级数的选择应结合卫星姿态控制精度、发生星颤时造成像移的大小等因素综合确定.     

方向链码及其曲线描述在纤维图像识别中的应用

用整数描述边缘相邻像素间的转动角度得到物体边界的方向链码.根据链码值和像素间距离进行序列点插值、平滑、拟合后得到链码的曲线描述.重采样链码曲线满足平移不变性、旋转不变性和缩放不变性,新采样点的一阶导数的方差反映了原始物体的边界特征.该算法应用于纤维图像的自动识别,证明了对纤维图像处理的有效性和准确性.     

高清内窥镜适配器光学系统设计

内窥镜适配器是内窥镜目镜与CCD成像系统之间的转接系统,主要应用在现代医用微创手术中。针对高清内窥镜适配器,使用ZEMAX软件优化设计其光学系统。参数要求为:入瞳直径为4mm,全视场角为15°,焦距为53mm。该内窥镜适配器结构为8组10片式,使用1英寸CCD传感器,像元尺寸为5.5μm。系统优化后,调制传递函数(MTF)在90lp/mm达到0.15,畸变小于0.2%,系统总长为73.7mm。说明该设计结果满足系统要求。实现了系统焦距较长,总长较短的光学特性。能够使内窥镜目镜与CCD之间完成较好的转接。     

数字式光学传递函数测量的自动对焦技术

为了提高数字式光学传递函数测量的精确度,介绍了2种自动对焦评价方法:锐度函数法和均方差函数法.系统采用步进电机驱动微动工作台,实现CCD沿光轴方向的直线运动,其中CCD用于接收图像,通过搜索对焦评价函数最大值来完成自动对焦.实验结果表明在该系统中锐度函数法作判据的效果要优于均方差函数法,最后分析误差因素并提出修正途径.     

基于方向空间的边缘检测

提出了一种基于方向空间的边缘检测方法．首先建立方向差分级空间,沿方向差分级函数方向,通过逻辑判断的方法分别提取方向Ridge边缘像素和方向Valley边缘象素,构成方向Roof边缘映射图;然后再沿方向差分级函数方向,在所有相邻的方向Ridge边缘和方向Valley边缘之间提取方向Step边缘,构成方向Step边缘映射图;最后将几个不同方向获取的方向：Ridge边缘映射图、方向Valley边缘映射图和方向Step边缘映射图,分别通过逻辑“或”的方法合成为相应的Ridge边缘映射图、Valley边缘映射图和Step边缘映射图．将该算法与经典算法、Marr—Hildreth算法和Canny算法进行的比较实验结果表明,提出的算法除了不需要复杂运算之外,在边缘定位准确度方面具有优势。     

基于微扫描的焦平面阵列成像特性研究

在分析微扫描成像原理的基础上,利用固有奈奎斯特频率处的采样平均传递函数作为度量因子,定量表征了不同微扫描模式对焦平面成像系统成像质量的改进程度,得出微扫描模式与探测器占空比的最优对应关系;以一幅768×768的辐条图像作为原始目标,针对100%,50%两种占空比的探测器,采用像素处理方法,仿真了不同微扫描模式的成像过程,结果证明微扫描成像仿真效果与理论分析的一致性.     

LED显示屏虚拟组合像素的分析

分析了户外发光二极管(LED)显示屏中大量使用的虚拟组合像素技术,指出其本质是通过亚像素复用运算针对待显示图像中的单色分量进行低通滤波运算,并采用调制传递函数作为像质评价指标对其在LED显示屏分辨率上的贡献进行了定量分析．提出了LED显示屏的可寻址性概念,指出虚拟组合像素技术可明显提升显示系统的可寻址性,能改善图像显示的锯齿状边界;论证了虚拟组合像素技术未能提升显示分辨率,甚至会使部分画面的清晰度明显下降．