基于多方向Gabor滤波的导光板轻微线刮伤检测方法研究

导光板在加工、运输等生产过程,不可避免地会出 现各种缺陷,特别是轻微线刮伤,利用现有算法 无法准确提取缺陷区域。本文在分析导光板轻微线刮伤产生原因、成像特征的基础上,提出 了一种基于多 方向Gabor滤波和亚像素分析的导光板轻微线刮伤检测方法。首先,为了突出缺陷区域,设 计了一个多方 向的Gabor滤波器;进而,利用亚像素图像分析方法,准确将疑似缺陷区域从背景图中分割 出来;最后, 分析区域形状特征,准确提取轻微线刮伤缺陷。实验结果表明,该算法的运行效率和准确率 高,稳定性、鲁棒性强,能够有效检测轻微线刮伤。     

空间太阳望远镜消杂散光分析

为了降低杂散光对空间太阳望远镜(SST)成像的影响,设计了消杂散光装置.首先,基于蒙特卡罗和光线追迹相结合的方法分析系统的杂散光,找到杂散光的一次散射面和关键遮拦面.其次,根据消杂散光理论,结合建模软件SolidWorks和仿真软件TracePro,分别讨论了几种元件时SST系统杂散光消除的有效性.最后,为系统添加了一级消杂散光装置,并评估了该装置对杂散光抑制的效果.引入了等效杂散光亮度的估算方法和挡光环尺寸的作图求解法,为工程应用提供了一整套设计消杂散光装置的思路和方法.     

Correction for low sun elevation in landsat imagery

The use of Landsat images of mountainous areas to extract the texture of the terrain poses some unique problems, due to the sun illumination. In this paper we develop a simple but effective model which shows that the whole process is equivalent to a linear space invariant filtering, at least in its general effects. This equivalence, confirmed by experimental results, is utilized to develop an inverse filter. The paper also reports, as an example, the effects of the illumination and of its correction on an algorithm which finds the local principal direction of the structure of the terrain, showing the interesting improvements in performances that can be obtained. The conclusions are not restricted to the Landsat images only, but can be extended to any aerial or satellite image of mountainous areas.     

利用消杂散光的偏振光技术提高光学读出红外成像检测灵敏度

在基于刀口滤波技术的光学读出的非制冷红外成像技术中,光学元件的反射会在CCD靶面引入杂光光斑,使得检测到的光强信号中FPA的像所占比例降低,因此降低了光学检测灵敏度。采用偏振光学读出系统,即在光路中添加偏振片、四分之一波片,利用对透过光和反射光的偏振方向有选择的偏振分光棱镜代替原有分光棱镜,用偏振光原理消除光路中光学元件的反射杂散光,使FPA像在CCD靶面接收到的光强中所占比例大幅度增加,进而提高光学检测灵敏度。偏振光路检测实验结果显示,检测灵敏度比非偏光实验提高了约47%,与理论分析值一致。     

吸收涂层法抑制龙虾眼透镜杂散光

龙虾眼光学的灵感来自于生物界中龙虾眼睛独特的结构形式。龙虾眼透镜的像点是十字形分布,由焦臂、焦点组成,在光波段应用存在明显的背景杂光,严重制约了其应用。通过对龙虾眼透镜的聚焦过程进行分析,提出了使用吸收涂层法对龙虾眼透镜杂散光进行抑制,综合运用末端涂层法和贯穿涂层法消除十字焦臂及背景光从而抑制杂散光。通过使用杂光分析软件进行建模对比分析表明,在不降低中心焦点照度的前提下,使用吸收涂层可以显著抑制龙虾眼透镜的杂光。背景杂光水平降低约一个数量级,而十字焦臂弥散减小并且强度下降约40%。从而可以明显提高信噪比与图像的对比度。     

光学遥感卫星杂散光扫描测试系统

为了实际测量、验证光学遥感卫星的杂散光抑制能力,分析某些特殊卫星的成像轨道和时间特点,研制了一套基于7维大型机器人的光学遥感卫星杂散光扫描测试系统。根据卫星全年太阳照明几何条件,通过建立的光束扫描子系统各机构的控制方程构建照明光束的扫描位置、方位角（-90~+90）和俯仰角（-29~+42.5）,精度分别达到10 mm、0.2和0.1。消光子系统采用反射率低于1.5%（400~1 600 nm）的材料和大消光比结构,极黑目标模拟器消光比可达9.910-7。研制的光学遥感卫星杂散光扫描测试系统能够满足目前大部分光学遥感相机的杂散光测试、分析和验证要求。     

月基望远镜杂散光PST研究与测试

针对月基望远镜（LOT）杂散光抑制能力的验证,在地面采用点源透过率法对其遮光罩视场外杂散光抑制比进行了测试,并利用光学系统视场外不同离轴角的点源透过率（PST）来评价其杂散光抑制比。该PST测试方法突破了以往的杂散光测试方法,采用高精度星模拟器与EMCCD结合的思路,保证了探测器在其线性区域内具有大动态范围探测能力的特性,其动态探测范围可达1012,可满足指标PST（在22离轴角）测试值10-7的要求。该方法能更客观、更直接地反应遮光罩的杂散光抑制能力,其PST（在22离轴角）测试不确定度可优于60%,远远高于以往杂散光抑制比的测试精度。另外,讨论了该测试方法需改进的几点措施,PST测试预期目标可达10-12。最后通过试验对LOT相机遮光罩的杂散光抑制比进行测试,验证了LOT相机杂散光抑制比满足设计要求。     

Accurate atmospheric correction of ASTER thermal infrared imagery using the WVS method

The water vapor scaling (WVS) method involves an atmospheric correction algorithm for thermal infrared (TIR) multispectral data, designed mainly for the five TIR spectral bands of the Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) on the Terra satellite. First, this method is improved for better applicability to ASTER/TIR imagery. The major improvement is the determination of a water vapor scaling factor on a band-by-band basis, which can reduce most of the errors induced by various factors such as algorithm assumptions. Next, the WVS method is validated by assessing the surface temperature and emissivity retrieved for a global-based simulation model (416 448 conditions), 183 ASTER scenes selected globally, and ASTER scenes from two test sites, Hawaii Island and Tokyo Bay. In situ lake surface temperatures measured in 13 vicarious calibration experiments, Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer sea surface temperature products, and a climatic lake temperature are also used in validation. All the results indicate that although the ASTER/TIR standard atmospheric correction algorithm performs less well in humid conditions, the WVS method will provide more accurate retrieval of surface temperature and emissivity in most conditions including notably humid conditions. The expected root mean square error is about 0.6 K in temperature. Since the WVS method will be degraded by errors in gray pixel selection and cloud detection, these processing steps should be applied accurately.     

一种折反二次成像式长波光学系统的杂散光抑制

讨论了一种折反二次成像式长波红外光学系统的杂散光抑制方法,该光学系统采用R-C反射式结构和二次成像光路,用于小型低成本红外成像制导系统。利用LightTools软件仿真找出光学系统中的主要杂散光来源和传输路径,结合仿真分析结果设计出了合适的机械拦光结构。然后在LightTools中建立了光学机械结构模型针对杂散光抑制进行了迭代设计,并对杂散光抑制效果进行了仿真验证。设计的光学系统加工、装配完成后进行了太阳杂散光抑制试验,仿真和试验结果表明:太阳夹角7以外不存在杂散光干扰,可以满足系统杂光抑制要求。     

星敏感器光学系统设计及杂散光抑制技术研究

在星敏感器实际应用中,光学系统杂散光的存在会引起星点模糊或者被遮挡。文中根据星敏感器对口径、视场、光谱范围和探测能力的要求,采用Code V软件完成了星敏感器光学系统的设计,最终设计参数为口径15 mm、视场18°、光谱范围400~750 nm、探测能力5等星,并利用CAD画图软件设计了锥形结构遮光罩,遮光罩叶片视场边界为19°,共9片挡光环,最前端面距离窗口玻璃190.76 mm,最前端面口径108.76 mm,太阳规避角25°,同时利用ASAP软件分析了光学系统对杂散光的抑制能力,根据杂散光评价指标点源透射比(PST),在25°太阳规避角时,系统满足5等星探测能力需求,验证了杂散光分析方法、分析模型的正确性。     

Highly enhanced light extraction from organic light emitting diodes with little image blurring and good color stability

We report a highly enhanced light extraction from a top emission organic light emitting diode with little image blurring and color variation with viewing angle. Direct integration of a high refractive index micro lens array on the top of the transparent indium zinc oxide top electrode of a green phosphorescent OLED showed a significant enhancement of light extraction to get EQE of 44.7% from 27.6%, the power efficiency of 134.7 lm/w from 85.9 lm/W and the current efficiency of 217.2 cd/A from 120.7 cd/A without image blurring. In addition, the device showed excellent color stability on viewing angle with Commission Internationale de l’Eclairage (CIE) coordinate of Δx = 0.01, Δy = 0.01 as the viewing angle varied from 0° to 60°.     

三重共轭消杂散光光学系统的设计方法研究

杂散光抑制能力是光学系统的重要评价指标.红外光学系统不仅受到外部杂散光影响,而且受到仪器内部杂散光影响.传统的"物-像"共轭光学系统的设计方法未能全面考虑杂散光的抑制问题.提出一种三重共轭光学系统的设计方法,该方法设计出的光学系统具有"物-像"、"物-中间像"和"入瞳-出瞳"三重共轭关系,具有同时抑制内部和外部杂散光的能力.基于该方法设计出一种离轴三反射式消像散光学系统,该系统F/#=4、一维线视场7°,离轴5度视场外点源透过率低于5×10~(-4),系统冷屏效率达到96%,并获得良好的在轨图像.     

衍射光学元件设计参数对杂散光的影响

衍射光学元件被广泛应用于激光光束整形领域中。然而,在实际测量中常常发现衍射效率实际的测量值与设计值存在较大的偏差,原因之一在于输出的焦斑主瓣以外会产生高级次衍射杂散光。文中从理论上推导了高级次衍射杂散光产生的原因并对具有不同设计参数的衍射光学元件进行了仿真分析。通过研究,定义了一个新的参数,相对周期。它与光波波长成正比,与衍射光学元件的采样单元尺寸以及远场衍射角成反比。结果表明,衍射光学元件的衍射效率只是关于相对周期的函数,而与焦斑主瓣的具体形状无关。随着相对周期的增加,衍射效率随之增大。所以可通过适当选取远场衍射角和采样单元尺寸的参数以调整相对周期的大小,有效抑制高级次衍射杂散光。该参数在衍射元件的设计中具有重要的指导意义。     

手机镜头的光学系统设计及杂散光模拟

为了满足现代手机镜头对高像素、小型化以及无杂散光的要求,采用光学塑料非球面技术以及蒙特卡洛光线追迹法,使用CODEV光学设计软件,设计了1款三单元5106像素的手机镜头。同时,运用LightTools光学分析软件进行杂散光分析。结果表明,该镜头的F数为2.6,全视场角为72.9,系统总长为3.1mm。最终组装产品的性能测试结果能满足设计要求,且无不可接受的杂散光。     

模糊图像的自适应滤波及恢复

文章讨论如何根据最小二乘原理和回归模型设计出自适应滤波器，以用于消除图像噪声。提出了一种基于模糊图像的梯度图像计算模糊宽度的方法。根据基本原理，讨论分析了实现该方法的算法。最后给出了对带噪声的散焦模糊图像处理的实验结果。     

基于最优背景估计的星敏感器抗杂散光星点提取方法

研究了杂散光干扰下星敏感器星点提取问题。在杂散光干扰下,星点提取的效果会变差,这会使解算的姿态不准确和不可靠。为了抵抗杂散光干扰,提出了一种基于最优背景估计的抗杂散光星点提取方法。首先,分析了杂散光在星敏感器中的成像特点,构建了杂散光的具有闭合解的曲面模型;然后,设计了基于最优曲面的杂散光背景估计方法和星点提取方法;最后,采用仿真的杂散光图像和星敏感器采集的杂散光图像验证了算法的性能。实验结果表明:该方法得到的星点检测率、误检率和质心定位精度均优于现有基于背景和形态学的方法,该方法对杂散光有较好的抑制能力。     

一种光学载荷在轨杂散光效应全链路自动仿真方法

针对极轨气象卫星FY-3C载荷可见光扫描辐射计（VIRR）在轨红外定标时存在温度反演不一致的现象展开分析,提出了一种全链路自动化仿真分析方法,将仪器结构与卫星轨道参数和卫星平台环境相结合,通过对光机模型的高精度光线追迹来得到杂散光影响的定量化结果。仿真模拟了在轨红外定标和太阳光入射两种情况,确定了太阳杂散光的入射路径,解释了温度反演不一致的原因。将仿真结果与卫星在轨数据进行比对,验证了仿真方法的有效性。该方法可用于同类型载荷的在轨杂散光分析仿真工作,同时也为历史数据的再定标修正提供参考。     

基于Lighttools和Matlab的内辐射杂光分析方法研究

针对红外系统内辐射杂光对系统成像影响严重的问题,以一个具体红外系统为例,基于Lighttools和Matlab软件,提出一种适用于红外系统的内辐射杂光分析方法。针对分析结果所确定的需要重点消除杂光的表面,提出了相应的杂光消除措施。经验证,该方法对于寻找内辐射杂光来源,消除内辐射杂光具有很好的效果和适用性。     

SSPA周边杂散光对响应度不均匀性的影响

根据实验现象，用半导体光电效应的基本原理，定性分析了自扫描光电二极管列阵周边杂散光对响应度不均匀性的影响，从装置和列阵结构上提出了相应的改进措施，有效地解决了列阵首尾部分二极管响应度的不均匀性。     

地球同步轨道红外相机的热辐射杂散光集成法

地球同步轨道上的三轴稳定卫星所处的空间环境复杂,仪器背景辐射变化较大。传统杂散光分析法无法模拟非均匀温度场,且无法实时计算仪器背景,仿真误差较大。提出用热辐射杂散光集成法来分析在轨红外相机的仪器背景辐射,通过更趋于在轨真实温度的且具有温度梯度的实时温度场,结合辐射传递因子,计算探测器上的仪器背景辐射以及相机的信杂比。将热辐射杂散光集成法、传统杂光分析法计算信杂比与在轨实测信杂比进行对比,热辐射杂散光集成法误差小于17%,而传统杂光分析法误差达114%。表明热辐射杂散光集成法的仿真结果更趋近于在轨实际情况,仿真效率和仿真精度更高。