基于大气调制传递函数的大气退化图像复原

图像在大气中的传输是一个非常复杂的物理过程。从大气湍流和气溶胶散射、吸收的物理过程入手,分析光在大气传播过程中发生的物理变化及其造成的图像退化,并基于大气调制传递函数建立了图像退化的物理模型,对大气退化图像进行复原。实验结果表明该方法能有效地对大气退化图像进行复原,从而提高了图像的质量和识别能力。     

基于大气MTF的退化图像复原

由于大气中气溶胶和湍流的存在,致使图像质量退化,依据退化的物理过程,建立了基于大气调制传递函数（modulation transfer function, MTF）的退化模型,从而进行图像复原。首先,利用图像拍摄时刻湍流和气溶胶的相关大气参数,估算出粗略的大气MTF;其次,采用一种指数调节MTF曲线的方法,指数因子通过迭代递归的方法确定,并以复原图像平均梯度最大为截止条件,从而得到更加精准的MTF曲线;最后,给出了实验结果,并对其进行定量评价,结果表明复原后的图像在视觉效果和定量指标上都有很大提高。     

调制传递函数在遥感图像复原中的应用

针对空间推扫型全色TDICCD 相机在获取、传输和存储图像的过程中引入模糊和噪声导致图像质量下降的问题,提出了一种基于调制传递函数（MTF）的。感图像复原方法。文中的复原方法是通过图像的MTF 恢复出点扩展函数（PSF）,并将其作为退化函数进行图像复原。通过在MTF 提取前对局部图像用同态滤波算法进行增强处理,加强MTF 提取的抗噪声能力,并使用二次复原的方法避免直接加入增强滤波器导致的MTF 误差。使用均值、对比度及边缘强度等指标对。感图像复原结果进行评价。实验结果表明:复原后图像灰度均值提高45%,平均梯度和边缘强度分别是复原前的3.5和1.75 倍,各项评价指标均优于原始图像,并且MTF 所包含面积MTFA 明显增加,该图像复原算法对提高空间TDICCD 相机图像质量有一定的参考意义。     

模型分析及测试方法计算大气调制传递函数

采用基于点扩散函数的模型分析和基于测试方法的MODTRAN计算两种方法,计算了大气调制传递函数。通过引入大气分层对调制传递函数的影响,给出一种大气折射率结构常数的综合计算方法,修正了大气调制传递函数模型,明确给出了模型中的参数及计算方法。利用MODTRAN软件计算大气调制传递函数的模型并给出了计算方法。以机载成像仪的工作环境为背景对模型进行了仿真分析,讨论了影响调制传递函数的因素,为评价大气对成像仪的影响提供了依据。     

Golay3稀疏孔径光学系统调制传递函数分析和成像研究

给出Golay3稀疏孔径光学系统的光瞳结构,分析其调制传递函数（MTF）特点。对不同填充因子的Golay3稀疏孔径光学系统模拟成像,并用几何均值滤波进行图像复原,以相关系数评价模拟成像质量和图像复原效果。结果表明：模拟成像和图像复原结果与调制传递函数分析结果一致;经几何均值滤波后,图像质量得到改善：图像复原效果随填充因子增大而提高。     

红外焦平面阵列调制传递函数研究

分析了红外焦平面阵列调制传递函数的影响因素，在此基础上建立了红外焦平面阵列的图像传递模型，并根据该模型讨论了调制传递函数的测试方法。     

大气光学湍流对光电探测器性能的影响

采用激光闪烁仪和超声风速计对沿海某地冬、夏季的大气光学湍流和风速进行了较长时期的测量,得到了其平均的统计特征。并据此分析了大气折射率结构常数的累积出现概率为50%和90%时大气湍流对光电探测器性能的影响。结果表明:(1)对于水平传输,大气湍流对短波和中波红外成像系统的影响随着传输距离或湍流强度的增加而超过系统的衍射受限占主要地位,对长波红外告警系统的影响可以忽略。(2)对于斜程传输,大气湍流的影响随天顶角的增加而增加,在天顶角小于60°的情况下,大气湍流对系统性能影响的变化不超过45%;而在天顶角超过60°之后,大气湍流的影响迅速增加,其影响最大可以超过3倍。     

稀疏孔径系统的成像和图像复原

介绍复合三子镜和Golay6稀疏孔径系统的结构和调制传递函数(MTF),给出复合三子镜的MTF解析表达式,分析和比较两种稀疏孔径系统的MTF分布,并计算它们在不同填充因子下对应的最大截止频率和等效直径,并对复合三子镜和Golay6稀疏孔径系统进行模拟成像。MTF分析和模拟成像结果表明:稀疏孔径系统由于通光面积减少,在截止频率区域内MTF明显下降,图像清晰度下降。因此,图像复原是稀疏孔径系统的关键环节。进一步阐述Wiener滤波图像复原的原理,并给出应用修正Wiener滤波技术进行加噪图像复原的结果。     

逆向调制阵列大气激光通信的误码率分析

为研究逆向调制阵列对大气湍流的抑制作用,提高逆向调制大气激光通信质量。首先,建立了逆向调制阵列接收光束传输模型,分析了光束经大气传输到达逆向调制阵列的信噪比;然后,建立了逆向调制阵列反射光束在大气信道中的传输模型,推导了不同数目反射光束在接收端的光强概率分布模型,分析了在不同湍流环境下采用逆向调制阵列的激光通信误码率;最后,仿真分析了在中等大气湍流条件下传输距离为1 km时,采用三个逆向调制器组成的逆向调制阵列的通信误码率比单个逆向调制器降低4 dB。     

大气湍流对红外探测器光电性能影响的研究

基于大气湍流受限的调制传递函数模型,研究了调制传递函数(MTF)和点扩展函数(PSF)对短波红外探测器(SWIR)、中波红外探测器(MWIR)及长波红外探测器(LWIR)光电性能的影响,并对其进行了数值模拟。结果表明：大气湍流强度对红外探测器的空间分辨率有明显影响。弱湍流对中波和长波红外探测器的光电性能影响较大,湍流受限的MIF超过衍射受限的MTF而占主要地位;探测器的空间分辨率随着其孔径及波长的增加而降低。     

基于APEX方法的改进图像复原算法

在湍流退化图像复原研究中,提出了一种基于APEX方法的改进图像复原算法.该算法采用APEX方法的基本原理,结合真实湍流退化图像的频谱信息特征, 对APEX方法中点扩展函数的估计过程进行了相应的改进,采用多方向的综合估计代替原有一次性估计,从而减少了点扩展函数的估计误差,增加了APEX方法的稳定性.对改进算法和原有算法进行了对比性实验研究,其结果表明,该算法对湍流退化图像的复原较原有算法在稳定性上有一定的提高,减少了随机噪声对图像复原的影响.     

工业用光学镜头调制传递函数快速检测系统

调制传递函数(MTF)是评价光学系统成像质量的重要指标。根据光学传递函数测量的理论基础,以狭缝、刀口作为目标物,搭建了一套适用于工业用光学镜头的调制传递函数(MTF)测量、成本低、结构简单、精度高、稳定性好的测量光路,并根据光路特点编译了相关测量软件。测量软件根据自动聚焦的基本原理进行了自动调焦的开发,在兼顾效率和精度的前提下,分别采用爬山法和传统方法作为粗调焦和细调焦的调焦搜索算法,并根据不同物镜的成像特点采取不同聚焦函数进行聚焦判定。通过实验显示,该MTF快速检测系统具有良好的稳定性。     

基于辐射传输模型的高分二号影像大气校正方法研究

高分二号卫星的成功发射,标志着我国遥感卫星进入了亚米级高空间分辨率时代,遥感影像在定量反演,地物识别和变化分析等领域将有重要作用.大气校正的精度是影响其定量化应用的重要因素.由于高分二号遥感数据缺乏短波红外波段,无法采用暗像元法进行大气校正.提出一种基于辐射传输模型的高分二号影像大气校正方法,利用6S(second simulation of the satellite signal in the solar spectrum)辐射传输模型建立大气校正系数查找表,利用同步MODIS影像数据结合改进后的暗像元方法反演气溶胶光学厚度,确定大气校正系数,消除高分二号影像大气分子和气溶胶等的吸收和散射的影响,实现GF-2数据的大气校正.选取地表平坦均一的敦煌辐射校正场作为实验区,通过同步的实测数据对校正结果进行精度评价,并且比较大气校正前后归一化植被指数NDVI.结果表明:最小相对误差仅为0.9％,大气校正之后影像数据更真实地反映了地物的反射特性;大气校正后的NDVI大大增强了植被信息反差,突出了GF-2卫星传感器的植被信息区分能力.     

CCD相机调制传递函数的测试原理分析

对于CCD相机的空间分辨率特性,通常用调制传递函数来表征.基于调制传递函数理论分析值与具体的实验测试值存在差别,分别对分辨率板在焦平面所成的像与CCD像元之间的偏移量和积分时间内被摄物体与相机的相对运动产生的像移对相机调制传递函数的影响进行了分析.讨论了调制传递函数与对比调制传递函数之间的联系和区别.     

调制传递函数在阴极射线管设计中的理论和应用

本文介绍了调制传递函数的发展及其理论基础以及用调制传递函数（MTF）评估图像分辨率的方法。讨论了圆形和高斯形分布的调制传递函数。并描述了一种新的测试系统用于MTF的测量。测试结果：说明该方法可以对CRT的分辨率进行有效的评估。     

自聚焦透镜列阵调制传递函数的测量

介绍了白聚焦透镜列阵（SLA）成像的特点和制作自聚焦透镜列阵的主要考虑因素，分析了通过测量自聚焦透镜列阵调制传递函数（MTF）来评价其成像质量的可靠性。对调制传递函数的测量原理和方法进行了介绍，分析了用该函数评价自聚焦透镜列阵成像质量合理性的主要依据，从理论上给出了自聚焦透镜列阵的调制传递函数值随波长和空间频率变化的曲线图，并分析了测量值与理论值之间存在差距的影响因素。实验测得A和B两种类型的自聚焦透镜列阵当共轭距（TC）设计存红光波段时，其调制传递函数值分别为58．57％和60．78％，同时测得绿光波段为52．03％和56．34％，蓝光波段为49．94％和53．01％。实验结果显示，B型透镜列阵的成像质量要优于A型。     

用调制传递函数评价和优化维纳滤波器

为了正确评价维纳滤波器的质量并实现优化，以便获得好的重构图像，提出采用调制传递函数(MTF)来评价和优化维纳滤波器，得到很好的效果。     

载流子扩散对电荷耦合器件调制传递函数的影响

以表面沟道前射电荷耦合器件(CCD)为例,从理论上讨论了CCD内载流子扩散的机制,提出了利用光积分周期内收集的总信号电荷密度求CCD调制传递函数的方法,并获得了耗尽宽度随信号电荷密度改变时的CCD调制传递函数曲线,讨论了载流子扩散对传递函数的影响.利用已有的传递函数测量仪进行实验,数值模拟结果与实验结果基本吻合.     

海岸带混浊水域MODIS图像的大气校正

大气校正的精确度主要取决于气溶胶光学特性和漫射透过率等参数的精度.针对目前混浊水域上空气溶胶光学特性反演方法的缺点,给出了基于MODIS图像混浊水域上空气溶胶光学特性反演的新方法,论证了该方法的可行性,并给出了一组通过了验证的用来计算大气漫射透过率的参数.讨论了该技术用于海岸带混浊水域上空大气校正的可行性,可以为我国海洋和风云系列卫星资料的大气校正研究提供相关的技术基础.