基于三维噪声模型的非制冷红外焦平面读出电路的分析

基于3D噪声模型对非制冷红外读出电路噪声产生的原因进行分析,重点阐述了三维噪声的理论框架与分析方法,分析各噪声因子的含义以及产生原因,并给出计算方法,对读出电路各种噪声分量的产生进行了深入的分析.并基于此模型对阵列大小为320×240非制冷红外焦平面阵列进行分析,计算出各噪声因子的大小,得出了噪声产生的主要原因,为焦平面阵列性能的提高与评估提供了理论依据.     

科学级CCD三维噪声模型及其评估

为了评估科学CCD噪声带给激光近场分布测量的影响,采用三维噪声模型,分析了科学级CCD的噪声,并将CCD的噪声分解为空间噪声和时间噪声。空间噪声用来评估CCD像元之间响应不一致性对测量的影响,时间噪声用来评估多次测量不一致性对测量的影响。通过设计测量系统对CCD三维噪声进行测量,并分析时空噪声的统计分布规律,发现两者均是依赖于信号、近似服从正态分布,建立了依赖于信号的时空噪声的数学模型,并实验验证了该模型是有效的。     

非制冷红外焦平面探测器噪声的频域分析

传统3D 噪声模型将噪声分解为8个部分,使复杂的噪声现象变得容易理解,然而这个模型没有准确的噪声分离方法和物理机理阐述。因此提出一种改进的探测器噪声分离和量化方法：噪声频域分析方法。这种方法将多帧噪声数据在空间和时间上分离为11个部分,并通过仿真实验分析各部分噪声对成像画面影响的强弱顺序,同时指出了每部分噪声的物理机理。噪声频域分析为红外探测器建立了一个完整的噪声模型,对理解红外探测器噪声特性、产生机理,及有针对性地进行噪声处理指明了方向。     

红外景象模拟器的结构模型及其噪声分析

对组成红外景象模拟器的各个子系统进行了深入地分析并详细介绍了各组成部分的功能及其之间的内在联系,给出了各个子系统的数学描述,用来仿真红外景象模拟器来促进算法的发展而提高景象模拟的逼真度.根据其结构特征分析了红外景象模拟器在工作过程中的噪声问题,为红外景象模拟器的评估研究提供了有利的依据.     

红外成像系统噪声测量仿真研究

介绍了红外成像系统的噪声模型和测量方法,首先分析了二代红外成像系统不同于一代红外成像系统的特性.将红外成像系统噪声按时空三维空间划分为7个分量,就三维噪声各个分量表现方式进行了分析,并给出了不同红外成像系统的主要噪声分量;其次,结合噪声模型给出了红外系统噪声测量方法;最后给出了实验结果,对模型结合实测数据用于噪声仿真进行了尝试,并在某试验中得到了初步应用.     

用三维噪声模型对扫描型热像仪测试与分析

热像仪图像质量的好坏很大程度上取决于噪声的控制,所以热像仪噪声的评价与测试显得非常重要.对一代32元线列探测器与二代288×4焦平面探测器的扫描型热像仪进行了三维噪声对比测试.结合热像仪整机系统的原理和结构,详细对比分析了各个噪声分量产生的原因.分别计算一代与二代扫描型热像仪的空间噪声等效温差(S-NETD)与时间噪声等效温差(T-NETD).研究表明,一代热像仪空间噪声占主导地位,空间相关的噪声和时间相关的噪声相差较大,而二代热像仪的时间与空间噪声相对比较平均,从噪声分析角度来说,一代与二代扫描型热像仪的主要区别在于空间相关的噪声而不是时间相关的噪声.为三维噪声分析的必要性提供实践依据,为热像仪系统的设计和评价提供参考.     

星载长波红外焦平面成像系统

随着国产红外焦平面技术的发展,使用长波红外焦平面器件采用推扫方式对地观测的成像系统成为现实。文中介绍的星载长波红外焦平面成像系统是一个工作波段在8.0~12.5μm之间的对地观测相机,该相机采用两条256×1的长波红外焦平面探测器,60 K的深低温斯特林制冷机和同轴两反RC主光学系统的技术方案,通过设置合理的探测器冷屏、并采用-26°C的低温光学系统以及高性能的信息获取和处理电路,系统获得了较好的温度灵敏度,利用该相机获取了外景长波红外图像,这是我国利用国产的红外焦平面器件获取的截止波长大于12.5μm的红外图像。     

红外成像系统图像空间噪声分析与估计

分析当对晴朗天空背景中的弱小目标进行探测的情况下红外成像系统的各种噪声源,给出各噪声源引入的噪声均方值与工作环境温度和背景红外辐射特性的定性关系,然后对图像空间噪声的靶场测量以及估计方法进行讨论.     

低温背景下红外焦平面阵列的噪声分析

对红外探测器在低温背景下的噪声模型及特性进行了分析与实验研究。利用探测器噪声四参数法计算模型与方法;搭建实验平台对红外探测器在不同低温背景温度下的性能进行测试,得到红外探测器的低频时间噪声,高频时间噪声,低频空间噪声各自与温度、积分时间的关系。实验表明:在一定温度区间内,低频时间噪声表现出较强的温度相关性,低频空间噪声表现出较明显非线性响应特性,高频空间噪声表现出积分时间相关性。     

基于红外探测器的前置放大器噪声特性分析

红外探测器的快速发展引起了国内外的广泛关注,但其读出电路的发展却相对滞后。如何降低电路噪声是读出电路研究热点之一,本文就红外探测器的电压型和跨导型两种基本结构前置放大器,建立了噪声等价模型,分析比较了其信噪比。并根据具体探测器对前置放大器进行了优化设计,以广泛适用于各种类型的红外探测器。     

Noise Attributes of LWIR HDVIP HgCdTe Detectors

Time series and Fourier-transform data on high-density vertically integrated photodiodes (HDVIP) at 0 and 50 mV reverse bias in the dark have been studied. The detectors have a cutoff wavelength λ _c (60 K) of 10.5 μm. Examination of the detector current time series and Fourier-transform curves of these devices reveals a variety of interesting characteristics: (i) time series displaying switching between four states characteristic of random telegraph signal (RTS) noise, the noise current power spectrum having Lorentzian or double Lorentzian type characteristics, (ii) time series data exhibiting wave-like characteristics with the noise current power spectrum being 1/f ²-like at low frequencies, (iii) time series having a mean value independent of time with the noise current power spectrum being white, and (iv) time series nearly independent of time with the noise current power spectrum having 1/f characteristics. Although from a single array, the excess noise characteristics at low (mHz) frequencies were varied, most of the detectors measured fell into one of these four categories. The predominance of detectors examined had minimal excess low-frequency noise down to ~ 10 mHz. Detectors that displayed RTS noise in reverse bias were repeatable under subsequent measurement. However, when measured at zero bias, the same detectors exhibited no RTS noise, the noise current power spectrum being white in nature.     

二代热成像系统的三维噪声模型

在研究国内外文献和详细的理论分析基础上,推导了二代热成像系统的三维噪声模型,将系统噪声按时间、空间水平和垂直三维空间划分为７个噪声项,论文分析了各噪声因子的含义,给出了计算方法。模型的计算结果与实验测试及ＦＬＩＲ９２计算结果具有较好的一致性,初步验证了建立的三维噪声模型,在建立完整的二代热成像系统性能评估模型方面取得了进展。     

长波红外非制冷光学系统设计

由于温度变化会导致红外光学系统的成像质量变坏,因此,对于工作环境温度在-45～60℃之间的长波红外折射光学系统来说,无热化设计成为光学系统设计的难点和关键.为研究不同的无热化补偿方式的特点,分别设计了基于光学被动式无热化补偿和基于机械被动式无热化补偿的两种长波红外非制冷光学系统,对比分析了两种光学系统的优缺点,给出了选择无热化补偿方法的基本原则.     

基于Java3D的三维模型交互设计系统的开发与应用

首先概括地介绍了Java3D技术在三维模型交互设计的应用.提出了采用Java3D用于虚拟三维模型的描述,通过远端客户机读取服务端客户上传的三维图形数据,实现与用户交互的虚拟三维交互建模方案,使用程序提供的绘图工具对图形进行编辑并将结果保存到服务端相应的文件,通过对服务器端文件的读写操作来实现用户之间的信息交互,共享数字化的设计信息,使Internet成为设计工作的主要协作平台.     

高斯型混合双多模噪声模型分析

本文以一类高斯型混合非高斯噪声双模噪声为背景噪声,详细分析了二进制数字调制系统的抗噪声性能。为研究更一般的情形,本文提出了窄带多模过程的数学模型,进行了较详细的研究,给出了混合噪声中信号检测的一般方法,是对原建立在高斯噪声基础上通信与信号处理理论的完善和补充,有一定的普遍意义。在理论分析的基础上,最后给出了仿真结果并进行了分析。     

三维模型中的多普勒功率谱分析

多普勒效应是移动通信中最常见的现象,研究多普勒功率谱密度的分布,对建立更准确并贴合实际的无线信道模型具有重大意义。分析了两种不同几何模型中的多普勒功率谱,重点讨论了三维模型中入射波到达角度对多普勒功率谱的影响,仿真结果表明,方位角和高度角的分布及最大角取值范围共同决定了多普勒功率谱的分布特性。     

射频直接采样系统中等效相位噪声模型分析

为了分析射频直接采样系统中的等效相位噪声模型,文中给出了射频直接采样接收机的简化构架,然后理论推导了射频直接采样接收机采样输出信噪比与采样时钟之间的关系表达式。最后,通过建立仿真实验平台对推导结论进行了实验验证,结果表明:射频直接采样系统对采样时钟的频谱纯度要求高,采样输出的信噪比和无杂散动态范围会在时钟信号频谱的基础上恶化。射频直接采样系统可视为射频本振混频和量化采样的过程,其等效相位噪声模型与常规超外差式接收机是一致的。     

长波红外变焦光学系统设计

针对像元尺寸为17 μm×17 μm的 非致冷型640×480元探测器,基于补偿组兼顾调焦群作用的Varifocal 结构,仅用4片透镜就设计出了一种变倍比为6×的长波红外连续变焦光学 系统。针对低成本、高透波率的指标要求,通过理论计算得到了初始结 构,并用CodeV软件对其像差进行了优化,最后针对设计结果进行了 凸轮曲线求解和像质评价。结果表明,当 工作在8~12 μm波段时,在相对孔径1.4 : 1保持不变的条件下,该系统实 现了焦距从20 mm到120 mm的连续变焦,而且空间频率20 lp/mm处的调 制传递函数(Modulation Transfer Function, MTF)值均大于0.5。通过样机实测发现,该系统 具有变倍比大、结构紧凑和分辨率高等特点,因而适用于红外监控设 备。     

基于立体视觉的三维模型重建系统设计

以计算机视觉理论为基础,研究了基于立体视觉的三维重建技术.早期的三维重建技术受到理论研究水平的限制,建模过程需要专用设备如视觉坐标测量机来实现,且摄像机的运动受到严格的限制.在非特定环境下,对不特定模型采用普通的数码相机进行三维重建.该系统切实可行,操作简单,可以精确地恢复出二维图像检测方法所不能提供的物体的位置、几何...