用于侦察应用的6000元红外焦平面列阵

这里介绍一种6 000元锑化铟(InSb)红外焦平面列阵的设计、体系结构及性能.这种焦平面列阵体系结构允许用其基本元件制作任何一种N×1000元大小的列阵.为了能在穿轨和沿轨两个方向进行有效间距为10μm的21过取样,探测器采用了一种独特的双交错几何图形.这种探测器几何图形除了能以10μm的有效间距进行取样外,还允许使用25μm以下的实际像元尺寸,这样它便可以利用大像元的高信号俘获能力进行无重叠成像.锑化铟探测器是正面照射的P-on-N型台式二极管,它们不会产生明显的串音.互补型CMOS多路传输器是按M×250的分节形式设计的,它具有多达1 000万个电子的满势阱输出,其瞬时动态范围大于14bit,它可以为焦平面列阵提供灵活的低噪声读出.为了提供可用于侦察应用的、可靠且能够生产的长焦平面线列,锑化铟探测器与多路传输器的混成是利用一项取得专利的梁式引线技术完成的.介绍了6 000元红外焦平面列阵的表征,包括二极管的动态阻抗、读出噪声、线性度以及非均匀性等.除了构成焦平面列阵的混成组件的数据外,还介绍了CMOS多路传输器的实测特性.     

集成成像技术的像质评价分析

为了研究集成成像非共轭面的成像质量,根据光线追迹原理分析透镜阵列的成像过程,指出三维成像原理并给出不同离焦量下的轴截面成像分辨率;从波动光学角度分析包含离焦波像差的透镜阵列光学传递(OTF),得到集成成像系统的非共轭面调制传递函数(MTF)并指出与单透镜共轭面成像的联系.根据非共轭面分辨率给出符合视觉要求的显示深度计算方法.采用投影仪与菲涅尔透镜搭建显示面积为100×750 mm2的集成成像显示系统,实验结果表明,集成成像轴截面成像分辨率在离焦量增大的情况下迅速下降,非共轭面像质是制约集成成像显示效果的重要因素之一.     

图像清晰度评价方法研究

数字图像的清晰度评价一直是各类数字成像系统的一个关键问题，而在已有的一些的评价参数中，由于评价方法不同，均存在一些局限性，为此，针对图像的清晰程度提出一种新的评价方法，目的在于能够快速、准确地评价数字图像的清晰度。该评价方法评价参数可通过改进边缘锐度算法(EAV)得到，然后与机测MTF值的变化趋势一起做曲线回归分析，以便和其他传统清晰度评价参数做对比。通过上百幅各类数字图像的测试，结果表明，该评价参数与数字成像系统的MTF值变化有着很好的正相关关系，其不仅能够更准确地反应数字图像清晰度变化的趋势，而且便于简捷、快速地应用于各类数字图像的清晰度评价。     

高能X光闪光照相中CCD相机的MTF

鉴于CCD相机系统在奈奎斯特频率附近出现的较严重的像元对信号的调制现象,提出了一种空间全分辨的概念,对CCD的调制传递函数(MTF)进行了分析.模拟了高能X光闪光照相环境及CCD器件性能参数对CCD的MTF的影响.得出了CCD相机极限分辨率的决定因素是CCD像元尺寸,高能X光闪光照相环境是影响CCD的MTF的重要因素的结论.在CCD像元尺寸受限的情况下,尽量减少高能X光闪光照相环境的影响成为改善CCD相机MTF的最有效途径.     

γ相机调制传递函数的测试

本文介绍了运用调制传递函数测试了相机空间系统分辨率的原理、方法、结果与分析,为广大用户在设备验收检测、维修调试和质量控制等方面提供了一种较好的评价方法。     

基于 MTF 和变分的全色与多光谱图像融合模型

Pan-sharpening将高分辨率图像全色(Panchromatic, Pan)波段的空间细节注入多光谱(Multispectral, MS)波段, 以生成同时具有高光谱和高空间分辨率的多光谱图像. 为改善融合效果, 需要考虑多光谱和全色波段的调制传输函数(Modulation transfer function, MTF). 本文提出了一个新的基于MTF和变分的Pan-sharpening模型. 该模型的能量泛函包括两项, 第1项为细节注入项, 基于高通滤波器从Pan波段中提取细节信息并注入融合图像;第2项为光谱保真项, 基于MTF设计多孔小波的低通滤波器以保持MS波段的多光谱信息. 在QuickBird、IKONOS和GeoEye数据集上的融合结果表明, 该模型可以生成同时具有高空间和高光谱质量的融合图像, 融合效果优于AWLP、IHS_BT、HPM-CC-PSF、NAWL、快速变分等算法.     

电荷耦合器件调制传递函数测试方法的研究

本文在理论上系统阐述了用调制传递函数方法评价电荷耦合器件性能的可行性,分析讨论了电荷耦合器件调制传递函数的构成,系统研究了电荷耦合器件调制传递函数的测试方法。本文提出了测量方案,并详细介绍了系统的构成及软件设计,最后给出了测量结果。     

科学级TDICCD相机的行频精度

从工程实际出发,以相机侧摆成像为例,系统分析了行频精度对TDICCD相机成像质量的影响。首先,推导了相机侧摆时焦平面各像元的像移速度求解公式,建立了侧摆角度与像移大小的一般关系式。在此基础上,采用调制传递函数(MTF)作为评价相机成像质量的指标,分析了像移失配对MTF的影响,计算导出了行频精度对成像质量的影响。结果表明,侧摆角度越大,积分级数越高,对行频精度的要求就越高,反之越低。在实际工程应用中(侧摆35°条件下),积分级数为64级和96级成像时,行频精度只要分别不低于0.54%和0.36%就能使MTFmatch≥0.95,满足系统对传递函数的要求。将实验结果与计算分析结果进行对比,验证了分析的正确性,该结论对实际工程应用和设计有指导作用。     

Characterization of a direct detection device imaging camera for transmission electron microscopy

The complete characterization of a novel direct detection device (DDD) camera for transmission electron microscopy is reported, for the first time at primary electron energies of 120 and 200 keV. Unlike a standard charge coupled device (CCD) camera, this device does not require a scintillator. The DDD transfers signal up to 65 lines/mm providing the basis for a high-performance platform for a new generation of wide field-of-view high-resolution cameras. An image of a thin section of virus particles is presented to illustrate the substantially improved performance of this sensor over current indirectly coupled CCD cameras.     

Noise in off-axis type holograms including reconstruction and CCD camera parameters

Phase and amplitude images as contained in digital holograms are commonly extracted via a process called “reconstruction”. Expressions for the expected noise in these images have been given in the past by several authors; however, the effect of the actual reconstruction process has not been fully appreciated. By starting with the Quantum Mechanical intensity distribution of the off-axis type interference pattern, then building the digital hologram on an electron-by-electron base while simultaneously reconstructing the phase/amplitude images and evaluating their noise levels, an expression is derived that consistently describes the noise in simulated and experimental phase/amplitude images and contains the reconstruction parameters. Because of the necessity to discretize the intensity distribution function, the digitization effects of an ideal CCD camera had to be included. Subsequently, this allowed a comparison between real and simulated holograms which then led to a comparison between the performance of an “ideal” CCD camera versus a real device. It was concluded that significant improvement of the phase and amplitude noise may be obtained if CCD cameras were optimized for digitizing intensity distributions at low sampling rates.