基于数字图像的军用光学仪器参数测试技术进展

军用光学仪器参数综合测试技术是研究基于数字图像法实现对军用光电火控装备的视场,视差、视度、放大率、出瞳、像倾斜、分辨率、光学传递函数、透射比、倍率色差、焦距、畸变和照度均匀性以及多光轴一致性等各种光学和光电性能参数的准确、快速、简便、高效的测试,以摆脱单一参数、人工目视操作的传统光学检具的模式,适应新武器和高科技工程对光学和光电性能参数测试的需求.概要介绍如下研究内容:(1)液晶光电图形发生器技术.将液晶光电图像发生器成功用于光学测试,需要解决分划图案对比度、噪声、照明均匀、光照强度,以及液晶器件空间分辨率受限等一系列问题,以保证光电分划图案的高分辨率、高对比度、高均匀度.其中,优选液晶器件及其分划图案信号生成、传输与驱动等关键技术.(2)CCD 光电像分析器技术.包括 CCD 光电像分析器硬件的光机电一体化设计、分划图像采集与处理软件,最终实现光电调焦、光电时准、光电测角、光电测光度量、光电测调制度量等五种基本测试功能.光电像分析器采用高性能面阵 CCD 进行图像实时采集,避免了机械扫描等机电器件带来的测量效率低、速度慢、精度低等问题,但要解决好其本身的成像调制度、线性响应、亮度均匀性等性能的标定与校准问题.另外,光电像分析器需要适应望远和显微两种接收光束结构,还要适应望远试样0视度和多个非0视度的测试功能,以及显微试样大视场小倍率找像和小视场大倍率精细调焦的测试功能.基于数字图像法的光电自动定焦和对准是光电像分析器的一个核心技术,我们从点目标和面目标两个方面都达到了高于目视定焦五倍以上的精度.(3)较大规模的测控软件包研发.该软件功能包括综合测试系统机构的多维精密调整控制、光电图像采集、处理与综合分析、测试任务管理等,还引入虚拟测试技术和网络技术,实现一机高效多用途.为适应集成化综合测试的要求,软件采用了组件对象模型 COM、信号、事件及多线程技术、嵌入式集成化软件模块设计、动态连接库技术、ActiveX 技术和 GrabLink Value 系统图像采集处理组件设计等先进软件工程技术,开发了包括步进电机驱动控制软件模块、液晶分划图形发生与传输控制软件模块、分划图形发生与传输控制软件模块、自动定焦算法及软件模块设计在内的近20个参数的测控软件包,共编写7万多条计算机语句,已经2年多的实际使用和考核,做到界面友好、操作方便、可编程、可重用性和可移植性.(4)对军用光学仪器各种光学性能参数的数字化检测原理及其实现方式.以光学焦距和放大率测量为例,改变过去用传统的光学分划板测试,改用液晶光电图形生成的测试图案,通过精细的光电自动定焦和数字图像处理技术,使焦距和放大率测量达到0.1%的精度,重复性也远好于目视操作的方法.该综合测试系统的主要参数测试功能均通过计量检定,也经过一年以上的实际使用和考核,不仅适合于军工科研实时测试,也适合大规模产业化检验的需求,并可扩展用于测试某些非光学参数.综上所述,基于数字图像的军用光学仪器参数测试技术的应用,使光学测试摆脱了单一参数、单一检具、人工目视的传统光学检验模式,实现了集成化、数字图像化,并具有可灵活扩展测试功能的特点,期望能进一步提升该技术,并扩展其应用,为国防科技工业及其光电测试技术的现代化发挥积极作用.

光学材料折射率和色散的高精度测量技术研究

本文探讨了在一般精度的测角仪器上达到高精度测量折射率和色散的新原理和新方法,这些新原理和方法包括:光学角规补偿法测色散、直角照射法、自准封闭式最小偏向角法。通过实际大量的测量工作证明在1″测角仪(测角精度为3″)和测微望远镜上,上述原理方法都可以达到△n~±3×10^(-6),△(n_λ_1-n_λ_2)~±2×10^(-6)的精度。

CCD数码照相系统分辨率测试技术研究

介绍了CCD数码照相系统电视分辨率和空间分辨率的实验测试方法。以实验测试为基础定量地给出了数码照相系统可达到的分辨能力 (6 0 0TVL和 71条线 /mm)。在现有条件下 ,作者对传统冲洗金相显微照片同相同试样金相组织的电子金相照片进行了比较 ,并得到了满意的结果。

面阵CCD摄像机光学镜头参数及其相互关系

主要介绍了用于面阵CCD摄像机的光学镜头参数 ,如焦距、光学格式、F数、景深、视场角、光圈和驱动及接口等。讨论了各项参数之间的相互关系。

CCD摄像机TDI模式及实时显示技术研究

叙述了CCD摄像机作为微光夜视探测的TDI(时间延迟积分 )特性及实时显示多帧累积后目标图像的技术 ,利用CCD摄像机的外触发控制系统和EPLD可编程逻辑器件实现图像的TDI累积。可获得当CCD靶面照度为 3 7×10 -5lx下静态目标达到 3 0 0TVlines分辨率的图像。给出标准的视频信号输出及实时显示。

CCD摄像机技术的发展趋势及应用前景

本文系统地介绍了国内外ＣＣＤ 技术的发展和未来ＣＣＤ 市场的需求，并给出了统计参考数据。讨论了ＣＣＤ 传感器需改进的几个方面和ＣＣＤ 摄像机技术性能的优化指标。文中详细地阐述了ＣＣＤ 应用的多种领域及其发展的趋势。对ＣＣＤ 摄像机技术性能的改进如ＨｙｐｅｒＤ、ＤＳＰ、ＰＳ 等作了具体介绍。

高精度标准小角度发生器的研制、应用与传递──系列光学角规

本文阐述了国家平面角计量检定系统所规定的计量标准器具──光学角规的检定技术，主要介绍了我们提出的新的光学角规标定的原理和技术，并介绍在此原理基础上研制的检定光学角规偏向角值的基准仪器──光电光楔测角仪。经鉴定其检定光学角规偏向角的最大测量误差３σ≤０．１＂。本文中讨论了光学角规作为标准小角度发生器检定各类角度测量仪器示值误差的应用实例，特别是用于检定二维测角仪器的示值误差，该角规具有独特的优越性。

黑白CCD摄像机的近红外特性和应用

本文对黑白ＣＣＤ摄像机的光谱响应特性进行了具体的分析，讨论了近红外光谱特性和低照度下ＣＣＤ摄像机的光谱响应之间的关系，介绍了在低照度下和近红外照明下，黑白ＣＣＤ摄像机的使用条件。

黑白CCD摄像机的近红外特性及应用

对黑白ＣＣＤ摄像机的光谱响应特性进行了分析，讨论了近红外光谱特性和低照度下ＣＣＤ摄像机的光谱响应之间的关系，介绍了在低照度和近红外照明下。

准星光级CCD摄像机的性能分析

介绍了 MTV- 6 318型 CCD摄像机的性能指标和所采用的 Alpha系列 CCD专用 DSP数字处理器的工作原理。同时还分析了 CCD摄像机的 10种特性。

超高动态CCD摄像机63W1的特性分析

介绍了超高动态CCD摄像机 63W 1的特性。 63W系列摄像机是由敏通公司制造的技术先进的CCD摄像机。具体分析了M 88DSP双曝光、双 16Mbit存储及高速运算合成处理的工作原理。给出了在同幅景物不同照度情况下的CCD视频图像效果。简述了Mintron 63W 1CCD摄像机各项性能指标 ,并与传统CCD摄像机进行了比较。

Night Vision Characteristics and Application of MTV 2821CB CCD Camera

Aim To describe accumulating frames characteristics of CCD camera as a night vision detector. Methods Utilizing CCD external trigger, computer video capture card and image processing software, the image accumulation was made. Results The detection of the static object image whose illuminance on the CCD FPA(focal plane array) was less than 3 7×10 -5 lx was realized and the image's resolution of 300?TV lines was achieved. Conclusion This experimental system can provide a kind of night vision device capable of detecting the static object at low light level and with low cost compared to an image intensifier.

标准光学角规偏向角值的传递与组合应用

介绍了按国家平面角检定系统规定的光学角规系列标准计量器具的等级及传递方法，介绍了标定光学角规偏向角ＰＪ—２型仪器的新改进，首次提出标准光学角规组合原理和应用，并且给出组合应用的扩展不确定度，列举了组合标准光学角规补偿法在光学材料高精度直接测量色散中的应用和在Ｔ３经纬仪示值误差检定中的应用。

大口径线性连续衰减器技术的研究

讨论了用于标定激光测距机测程所必须用到的连续衰减器的设计、制作与标定中的几个关键技术问题。研究了大口径线性连续衰减器为实现0 2～10dB线性连续可变的透过率控制技术。分析了连续衰减值的正交多项式曲面拟和差值算法。给出了实用化的标定结果。

光学低通滤波器技术及其在CCD摄像机中的应用

利用石英晶体的双折射效应。设计制成用于ＣＣＤ摄像机传感器前的光学低通滤波器（ｏｐｔｉｃａｌ ｌｏｗ ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ－ＯＬＰＦ），可以有效地降低或消除离散光电探测器对不同空间频率目标成像所产生的拍频效应或称莫尔条纹混淆现象，ＯＬＰＦ的采用提高了ＣＣＤ摄像机的成像质量，尤其是提高了ＣＣＤ摄像机对条状和栅格状目标成像时的清晰度，并可消除伪色干扰纹的影响。

MS—2821C／2821E FA工业用CCD摄像机的特性及功能

本文主要介绍敏通公司最新推出的ＭＳ－２８２１Ｃ／Ｅ ＦＡ工业用ＣＣＤ摄像机的一些参数及有关ＭＳ－２８２１Ｃ／Ｅ的一些新的功能，该ＣＣＤ摄像机具有６００ＴＶ线分辨能力，信噪比大于５０ｄＢ。增设有多种重复起动，重置方式，当用高速闪光照明被拍摄高速运动物体时能够实现用外触发同步采集图像。

75帧/s准高帧频CCD摄像机74H0的特性分析

介绍了准高帧频CCD摄像机的一般概念及 75帧 /sCCD摄像机输出图像的工作原理和主要性能指标。准高帧频CCD摄像机具有 75帧 /s的图像速度 ,除了适合于弱视阅读机以外 ,还能在电视电影拍摄和相互转换应用中起到积极作用 ;另外还能在电视监控准动态运动物体和交通监控系统中作为前端传感器。由于能与PC显示器匹配 。

连续扫描全画素CCD摄像系统

本文阐述了连续扫描和隔行扫描ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ－ｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ）摄像机的工作方式和特征，较详细地介绍了连续扫描ＣＣＤ的工作原理，用图示给出了两种扫描方式的比较。连续扫描方式可从每一个独立像素中获得在一个信号曝光周期之间产生的信号。对于在高分辨率成像情况下，在必需捕捉迅速运动目标的应用领域中，连续扫描ＣＣＤ是最佳的选择。

宇宙射线对面阵CCD器件的伤害及预防措施

研究了宇宙射线对面阵 CCD传感器的冲击伤害及产生白疵点的原因 ,并对宇宙射线冲击的物理现象作了初步的说明。针对生产 CCD传感器的单位 ,给出了实验统计数据 ,并提出了可供参考的预防措施。

CCD数码照相系统分辨率测试技术研究

本文介绍了ＣＣＤ数码照相系统电视分辨率和空间分辨率的实验测试方法。以实验测试为基础定量地给出了数码照相系统可达到的分辨能力（６００ＴＶＬ和７１条线／ｍｍ）。在现有条件下，作者对传统冲洗金相显微照片与相同试样金相组织的电子金相照片进行了比较。并得到了满意的结果。