基于微结构的红外焦平面芯片MTF测试

调制传递函数是用于评价红外焦平面芯片对不同空间频率目标成像能力的重要参数,焦平面芯片的调制传递函数受像元光敏面尺寸、中心距和载流子扩散长度的影响,随着像元中心距的减小,载流子扩散长度对调制传递函数的影响将更加明显。本文针对倒装互联结构焦平面芯片调制传递函数的测试需求,设计了一种方便、准确的调制传递函数测试方法,通过金属沉积、光刻等工艺在焦平面芯片表面制备特殊的微结构代替倾斜刀口,采用通用的红外焦平面测试系统获得了芯片的调制传递函数。测试结果显示采用该方法能准确方便地完成焦平面芯片的调制传递函数提取,便于焦平面芯片生产和研制单位快速地实现芯片的调制传递函数测试评价及工艺设计验证。

刀刃法在轨MTF测量性能分析

文章主要研究采用刀刃法测量在轨遥感器的MTF。刀刃法MTF测量准确程度如何,需要有一个定量的客观的评价,文章用仿真的方法对MTF测量精度进行了检验,对于噪声对MTF的影响进行了研究。

基于弯曲刃边的中低分辨率遥感影像MTF计算方法

MTF(调制传递函数)是反映卫星成像系统性能的重要参数。由于不易从遥感影像中获得理想的直线刃边地物靶标,监测中低分辨率在轨卫星MTF是一个困难的任务。在讨论了刃边法计算MTF的基础上,本文采用了多项式拟合弯曲刃边,Fermi函数逼近边缘扩展函数,模拟退火方法计算函数系数,和多次最小二乘方法减少拟合误差等技术。设计实现了基于弯曲刃边计算遥感影像MTF的方法;为中低分辨率卫星MTF在轨监测提供了有效的技术手段。

空基遥感图像的MTF试验研究

遥感卫星CCD相机的MTF是描述成像系统的空间频率响应特性的重要方法之一.在对MTF算法的理论和实验研究基础上,分析多项式拟合边缘扩散函数的缺点,提出一种新的改进型函数代替多项式函数.通过对遥感图像中的人工地物和自然地物分别进行MTF计算,结果表明,改进的算法具有较好的精度.

斜缝法热像仪MTF参数测量的探讨和实践

结合红外热成像系统调制传递函数参数测试系统的研制,分析了斜缝法调制传递函数参数测试的理论,给出了其测量步骤和方法,以及相应的测试结果和分析对比数据。指出采取基于斜缝匹配的测量方法可以对探测器和光学系统分辨率等技术指标的要求适当降低。最后对影响测量结果的主要因素进行了分析。

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Quick Bird、IKONOS和Geo Eye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.

刃边法计算在轨卫星图像MTF的仿真分析

调制传递函数(MTF)较之仅凭借某一个数字量(分辨率、清晰度等)来对成像系统进行质量评价更具有权威性。刃边法适合卫星在轨的特性,易于实现,无需人工对在轨遥感器输入激励信号。本文在实现刃边法计算图像MTF的算法的基础上,通过仿真,分析了像移、刃边角度、噪声对MTF计算结果的影响,并对算法精度进行了检验。仿真结果表明,本文的计算在轨卫星图像MTF的方法具有较高的精度,并且能较好地抵抗噪声。

动态MTF的数值计算与分析

受振动的影响,在积分时间内,光学系统成像是一个动态过程。对于动态成像,常采用动态调制传递函数(MTF)作为评价振动对像质影响的工具。针对动态MTF,提出一种适用于任意运动形式的数值计算方法,该方法还可以扩展到计算二维运动时的动态MTF。该方法可用于预估和评价动态成像系统的成像质量,计算的结果还可用于运动模糊图像的仿真与恢复。鉴于在低频振动情况下,光学成像系统具有随机的动态MTF,给出平均MTF的数值计算公式,据此分析了不同情况下的成像质量。以奈奎斯特频率处动态MTF不小于0.95为约束条件,给出了可允许的振幅容限,为视轴稳定机构的参数确定提供了依据。

基于刃边法的MTF实时测试技术实现

MTF是评价光学遥感器成像质量的重要指标。为了使MTF测试更加直观高效,亟需开发MTF实时测试技术。文章介绍了基于刃边法实现MTF实时测试的方法和步骤,其中Fermi函数拟合边缘扩展曲线和快速傅里叶算法是技术实现的难点和重点,文章对此进行了详细描述,并给出了利用VC++编程时的算法流程。最后利用MTF实时测试技术对某航天光学遥感器进行了系统MTF测试。对相同的图像利用VC++和MATLAB分别进行计算,计算结果差值在±0.002范围内;与矩形靶标法进行对比,测试结果相差在±0.01范围内。测试结果验证了测试方法的正确性和可行性。VC++的模块化设计,使该技术的通用性和移植性较好,具有广泛的应用前景。

基于MTF辅助正焦判断的自动调焦搜索算法

针对传统爬山搜索算法受调焦评价函数局部极值的干扰而不能准确聚焦的问题,提出一种基于调制传递函数辅助正焦判断的自动调焦搜索算法.该算法对爬山法进行改进,在选择图像清晰度评价函数基础上,同时考虑图像的调制传递函数值,综合判断搜索方向;采用改进的刃边法,在自动完成刃边区域选择的基础上,可精确计算图像的调制传递函数值,并给出了改进算法的原理和实现.为了衡量改进算法的性能,验证调焦系统成像效果,分别考虑搜索算法对不同调焦初始位置以及环境变化影响,在经纬仪自动调焦系统平台上展开算法的调焦实验分析.实验结果表明改进的自动调焦搜索算法能有效地排除局部极值干扰,使系统准确、可靠的调焦.

基于刃边法的星载相机在轨MTF测量精度分析

调制传递函数(MTF)反映可见光对地遥感系统在对地物成像过程中信号的扩散与削弱程度,是表达系统辐射性能的重要指标。文章对星载可见光CCD相机在轨MTF主要测量方法进行比对分析,通过数据仿真,重点对随机噪声、边缘探测与拟合等主要影响刃边法精度的因素进行了分析。分析结果表明,计算所用刃边法能够较准确地计算可见光遥感系统的MTF,并能较好地抑制噪声。

基于插值数浮动的MTF精确测量方法

采用刀口法测量成像系统调制传递函数(MTF)时,刀口装置与探测器矩阵夹角的准确测量是难点和关键点之一.针对这一问题,首先模拟刀口图像倾角对应的理论基准插值,研究了加载噪声情况下插值数浮动与线扩散函数(LSF)波动性变化以及MTF曲线衰减特性的定量关系;接着对实际X射线数字化成像系统获得的特定倾角下的刀口边缘图像进行了基于插值浮动的MTF测量,并将由其获得的MTF值与线对卡结果进行比较,证明了该方法用于成像系统MTF测量的有效性.结果表明:角度测量误差造成实际插值数偏离理想基准插值,导致LSF曲线光滑性变差,MTF衰减程度高于实际衰减.通过插值浮动方法,能够有效地避免角度测量误差引起的MTF测量的误差,降低角度测量的高精密性要求.

凝视热成像系统MTF测试技术分析

概述了目前进行凝视热成像系统ＭＴＦ测试的几个主要方法，着重分析了其中的斜缝法和激光散斑法各自解决问题的工作原理、技术特点及技术关键，指出，对于凝视热成像系统的ＭＴＦ测试，这是两种比较值得研究和推广的技术．

凝视热成像系统MTF斜缝法测试技术研究

凝视热成像系统ＭＴＦ测试不同于扫描系统，必须有效解决其空间采样的混淆特性。在传统的线扩展函数法基础上发展起来的方法主要有：缝扫描法、最值法、斜斜法。实际使用中，前两种方法需要精确的定位技术，而斜缝法的数据处理较复杂。本文主要论述斜缝测试法，分析其工作原理，介绍其数据处理技术。

GF-2星全色相机在轨MTF测量和图像复原研究

调制传递函数(modulation transfer function,MTF)不仅是监测遥感卫星光学相机在轨运行情况和性能的有效手段,也是对卫星图像进行复原处理的重要参数。利用刀刃法对高分二号(GF-2)卫星全色相机进行MTF在轨测量。在计算MTF的过程中,使用汉明窗对截取后的线扩展函数(line spread function,LSF)曲线进行处理,以抑制截取过程所造成的频谱泄露。此外,还对截取后LSF曲线的两端补0,扩展LSF曲线的长度,以提高傅里叶变换时的采样频率。实验结果表明,使用本文刀刃法计算所得的MTF采样密度比传统方法提高了5倍,使得MTF曲线更为平滑,提高了MTF的数值精度,有利于后续的图像复原处理。基于传统刀刃法和本文刀刃法计算所得的MTF测量结果,采用维纳滤波法分别对GF-2全色图像进行复原处理研究。结果表明,对2种方法得到的MTF测量结果的维纳滤波均可明显提高图像的清晰度和边缘细节信息;但使用本文方法得到的MTF结果可使复原后的图像在对比度、边缘能量和平均梯度等关键指标上均优于使用传统方法得到的MTF结果。

移动刀刃法检测垂直扫描方向成像光谱仪像方MTF探讨

描述成像光谱仪系统空间分辩率优劣的关键参数是系统的调制传递函数—ＭＴＦ，ＭＴＦ的检测是一个古老而又困难的课题。首次在有限视场的输入景物下通过移动刀刃法对扫描成像过程中垂直扫描方向系统像方ＭＴＦ的检测进行了分析和模拟计算。

遥感成像系统MTF参数测定的刃边法改进

针对现有研究中刃边地物选取的主观性比较强的问题,提出用Canny边缘探测器得到二值边缘图,再应用Hough变换得到候选刃边,最后通过候选刃边倾斜角度判断的方法,来自动提取高分遥感影像上满足刃边法测定要求的刃边地物。结果表明,应用该方法能够得到精度较高的高空间分辨率遥感成像系统的调制传递函数参数值。

艇载液晶可调谐成像系统MTF测量及实现

艇载液晶可调谐成像系统是以飞艇为平台,搭载的基于液晶可调谐技术的光学系统、CCD相机、计算机控制系统三大部分组成的光学成像系统,介绍基于该成像系统获取的图像数据,利用刃边法分析影响图像质量的调制传递函数MTF(Modulation Transfer Function),使用面向对象的Visual C++语言进行了实例编程计算,增加人机交互功能,计算结果以直观的图形方式显示,提高可视化效果。

红外系统MTF狭缝测量法的改进

介绍了应用狭缝结合二维傅里叶变换测量光学系统尤其是红外光学系统的基本原理。由于光电探测器的对图像采集的离散性造成傅里叶变换频谱的混频,以及高频旁瓣过多现象,为了提高MTF测量的精确性,采用MATLAB模拟仿真的方法对狭缝测量法进行两部分改进,分别为倾斜狭缝和平滑照明。倾斜狭缝部分给出了倾斜角度与频谱值的关系曲线,平滑照明部分给出线性和高斯两种平滑方案。两部分改进方案均给出模拟结果,改进的效果显著。

基于三线靶标法的在轨MTF评价方法及其精度分析研究

首先介绍了三线靶标法在轨MTF评价的研究进展、分析了三线靶标法的优点和存在的问题;其次在介绍三线靶标法原理的基础上,提出了三线靶标的布设要求和靶标数据处理方法;最后本文基于理论分析和仿真实验,重点分析了相关因素(靶标尺寸,传感器光谱响应函数,相对采样相位,靶标相对倾角,靶标对比度与随机噪声等)对三线靶标法评价精度的影响,为实施三线靶标法在轨MTF评价提供理论指导,并为评价结果提供了定量化的精度分析。