基于圆孔阵列调制的“猫眼”目标隐身技术

针对激光主动探测技术对光电装备造成的探测威胁,在不改变光电装备光学结构以及有限"牺牲"成像质量的前提下,提出利用圆孔阵列的光强调制作用降低光电装备的"猫眼"效应,实现隐身。基于单孔衍射成像原理及空间平移效应,从理论上给出并仿真分析了圆孔阵列远场夫琅和费衍射的光强分布特性,利用实验的方法对圆孔阵列用于"猫眼"目标隐身的效果进行了验证。结果表明,利用圆孔阵列可实现对典型"猫眼"目标回波的光强调制并造成回波损耗,"猫眼"目标隐身效果明显。     

高级像差对人眼成像质量和视觉的影响

定量地研究高级像差对人眼成像质量和视觉的影响对人眼像差矫正具有重要的实验和临床意义.利用Hartmann-Shack波前传感器人眼像差仪测量了正常人眼6mm瞳孔的波前像差,由波前像差计算出人眼光学系统的光学调制传递函数MTF和Strehl比率,并由MTF和视网膜空间像调制度AIM曲线计算出人眼视锐度和对比敏感度函数CSF.根据MTF和Strehl比率分析了高级像差对人眼成像质量的影响,根据视锐度和对比敏感度函数CSF分析了高级波像差对视觉的影响.研究表明Zernik前6级像差对人眼成像质量和视觉的影响是不可忽略的,更高级的像差对人眼成像质量和视觉的影响较小,甚至可以忽略.对Zemik前6级像差进行矫正,可以得到相当好的视觉.     

投影机镜头的MTF实时检测系统

目前还没有标准的方法来检测投影机镜头的MTF,为此我们提出了一种基于图像分析的投影机镜头MTF实时测试系统.本系统使用CCD作为成像接收器,采用基于图像分析的方法,通过分析单个像素成像同时获得投影镜头子午和弧矢两个方向上的调制传递函数(MTF).阐述了整个测试系统的构造及理论框架,着重分析了系统参数标定的重要性以及如何正确地进行系统参数标定;全面分析了影响测试结果的因素以及如何正确快速地修正噪声的影响.检测了质量合格与质量不合格的投影机镜头,并将结果同设计值的进行比较,实验结果表明了本系统及其处理方法的有效性.     

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.     

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。     

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。     

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.     

"猫眼"系统中离焦量的变化对回波功率的影响

阐述了“猫眼效应”的基本原理，给出了离焦时的“猫眼”模型，采用光线追迹的方法着重分析了离焦时“猫眼”系统的回波功率的变化情况。通过分析可看出，后向移动光敏面的可调制范围远远大于前向移动光敏面的可调制范围，这使得应用“猫眼”系统后向离焦量的改变，来改变回波功率的大小，使其能传递信息成为可能。     

气象数据估计大气MTF的遥感影像恢复

本文针对受到大气模糊的中巴地球资源卫星二号星(CBERS-02)的遥感影像数据,提出一种利用卫星成像时刻气象参数估计大气MTF(MTF:Modulation Transform Function)的影像恢复算法.该方法利用遥感影像成像时刻的当地气象数据,首先对大气湍流MTF和气溶胶MTF进行估计,然后通过这两种MTF的简单乘积得到整个大气效应的调制传输函数,进而利用一种改进的迭代维纳滤波算法实现影像恢复.结果显示,恢复后影像的MTF曲线所覆盖的面积明显大于原始影像,进一步验证了本文算法的有效性和可行性.     

一种基于智能瞄具的抗干扰"猫眼"目标探测方法

目前的"猫眼"目标激光主动探测系统尽管发射功率大,探测距离远,但普遍存在质量较大、灵活性差的缺点.为增强灵活性,减少作战反应时间,确保对目标发现即摧毁,可在步枪智能瞄具中集成小功率"猫眼"目标主动探测系统,与现有系统形成优势互补.由于智能瞄具搭载了小型激光测距仪及CMOS图像传感器,因此本文根据其硬件特点,设计了一种利...     

大景深相位模板的个性化设计

从大景深成像系统实际所需要的景深、分辨率以及最小调制传递函数MTF响应值出发,本文建立了相位模板的个性化优化设计模型.在设计景深、分辨率范围内,以保证系统的MTF值大于设定的最小MTF响应值为优化限制条件,以不同离焦对应的光学传递函数的Fisher信息的积分作为优化目标函数.对波前编码系统的立方相位模板CPM和指数相位模板EPM进行了几组优化设计.同时,给出了后续的图像复原滤波器表达式.结果表明,得到的个性化相位模板和图像复原的结合,能够满足系统的实际需求,系统总的传递函数接近衍射受限系统的传递函数.     

刃边法计算在轨卫星图像MTF的仿真分析

调制传递函数（MTF）较之仅凭借某一个数字量（分辨率、清晰度等）来对成像系统进行质量评价更具有权威性。刃边法适合卫星在轨的特性，易于实现，无需人工对在轨遥感器输入激励信号。本文在实现刃边法计算图像MTF的算法的基础上，通过仿真，分析了像移、刃边角度、噪声对MTF计算结果的影响，并对算法精度进行了检验。仿真结果表明，本文的计算在轨卫星图像MTF的方法具有较高的精度，并且能较好地抵抗噪声。     

波前编码中立方相位板的装配及加工误差对成像性能的影响

在波前编码技术中,通过立方相位板的光学调制和后续图像处理,扩展了系统景深.其中系统的光学调制过程,可以用广义光瞳函数描述.系统的广义光瞳函数描述了光通过立方相位板后相位的变化过程.立方相位板是波前编码技术的关键器件,装配及加工误差直接影响系统的成像性能.本文通过推导不同误差情况下的广义光曈函数,得到了立方相位板装配及加工误差对点扩散函数(PSF)和调制传递函数(MTF)的变化规律.评估这些规律,得到了装配和加工误差对系统成像性能的变化规律,为装配和加工过程提供了基本的指导.文中分析了不同装配误差和加工误差对于系统性能的影响,其中围绕Z轴的装配误差和加工中振动引起的正弦形状误差对于MTF的影响最大.因此,在装配和加工中应尽量避免围绕Z轴的装配误差和正弦形状误差,正弦形状误差的PV值应保持在0.5μm之内.     

波前编码系统中相位掩膜板的新设计

波前编码技术能扩大非相干光学成像系统的景深。根据传统相位掩膜板的设计原理,从两个方面对原有的相位掩膜板农达式进行扩展。由此提出了两种新的设计方案：“多项式”方案和“高次方”方案。前者是在原有的公式中加入了x平方项,而后者是将原有的高次方指数拓展到小数形式。将这两种新系统进行模拟计算,得到了相关的调制传递函数（MTF）数据和三维图,结果显示MTF随离焦量变化很小（当u=1时,均方差分别为0．0027和0．0021）,而且不会出现零值,跟传统方案MTF差值分别在0．05和0．04以内。由此说明新方案也能实现扩大光学系统景深的目的。     

数字化电容层析成像系统

基于电容敏感原理设计的数字化电容层析成像（ECT）系统,利用有限元法,分析了阵列电极结构对敏感场分布的影响,通过优化设计和仿真试验,改善了敏感场分布的均匀性;构建了以数字信号处理器（DSP）为核心、现场可编程门阵列（眦）协同工作的12电极的数字化ECT系统,提出了由离线预迭代和在线一步成像所构成的新的图像重建算法——预迭代法,其成像速度及精度均明显得到提高。     

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。     

电视图像传感器检测平台的研制

为了准确、客观评价面阵CCD器件和整机多项性能参数,研制了电视图像传感器试验检测平台系统.整套系统装置采用组合式的设计理念,由两部分构成,电视图像传感器性能参数测试系统测量噪声、响应度、饱和照度、阈照度、动态范围、系统信噪比(SNR)、信号传递函数(SiTF)、均匀性等,其测试系统误差为4.28%;电视图像传感器成像系统组件定标与试验检测系统测量系统调制传递函数(MTF)、系统畸变、视场角与焦距、系统分辨率、系统光学同轴度等,其系统误差为4.48%.     

热成象检测系统MTF校准

热成像系统检测仪器的定标工作直接影响着热像仪MTF数据的可信度。本文描述从英国Sira公司引进的微机控制红外和可见光系统MTF检测仪器的FTF校准工作,介绍了测量原理、校正程序,给出了实测数据及仪器误差值,最后对校正结果进行了讨论。     

工业CT二维空间分辨力的校准方法

工业CT的空间分辨力是指从CT图像中能够分辨特定的最小几何细节的能力,是评价一台工业CT系统测量能力的重要参数之一.为了提升工业CT的测量能力及成像质量,需要对其空间分辨力进行校准实验.针对这一问题设计出栅格形及交叉形分辨力线对卡,使用光刻工艺完成其研制过程,并基于此结合本底校正等图像处理方法进行了系统二维空间分辨力校准实验,通过调制传递函数MTF计算出实验系统的空间分辨力数值,验证了此方法可用于校准CT分辨力的实验意义.最后,对如何提升测量准确度的问题进行了探讨.     

光纤阵列成像激光雷达系统的设计

简要介绍了光纤阵列成像激光雷达的研究背景、系统优势和发展现状.然后提出了本文设计的雷达系统,并介绍了该系统的工作原理,系统采用光纤阵列前端窗口扫描的方法,避免了光电探测器阵列的制作,同时减少了光电探测器的数量.之后文章对光纤阵列成像激光雷达系统的各部分器件进行分析,包括光纤的选择、光纤阵列的设计和聚焦透镜的分析,并重点讨论了聚焦透镜F值对光纤阵列接收系统的影响,最终得到本系统聚焦透镜F最优值5.47.最后推导了本文光纤阵列成像激光雷达系统的传输效率,给出了传输效率公式.