直视型微光夜视系统最小可分辨对比度模型

从信号检测和人眼视觉角度出发,研究了直视微光夜视系统综合性能评估理论,推导出直视型微光成像系统的MRC(最小可分辨对比度)模型。该模型将光学传递特性与系统信噪比结合,建立了系统直视微光夜视MRC与目标特性、直视微光夜视仪以及人眼各部分参数之间的数学关系。验证结果表明,由该模型得到的系统极限分辨率相较于系统实际测出的分辨率相对误差为3.08%。

最小可分辨对比度在机载电视系统中的应用研究

以最小可分辨对比度(MRC)理论为基础,研究MRC在机载CCD电视系统中的应用。讨论了影响MRC基本因素及计算模型,结合工程应用给出通过MRC进行作用距离预测的技术途径,介绍关键数据的确定方法和应用结果,避免用MTF、分辨率评价CCD成像系统的局限性,实现了在地面对产品作用距离的预测,建立了一种机载CCD电视系统科学实用的评价方法。

基于光电成像系统最小可分辨对比度的扩展源目标作用距离模型

可见光/近红外光电成像系统的作用距离预测是实际系统总体设计的重要环节。为了使系统的预测及性能评价更准确,研究了光电成像系统对扩展源目标的作用距离预测方法,给山了最小可分辨对比度(MRC)的定义及其测量方法.提出了基于MRC的作用距离模型;通过结合实际系统分析,讨论了模型的计算过程及其特点。由于综合考虑了目标与背景特性、环境路径和大气特性、光电成像系统特性以及人眼视觉特性等因素,提出的作用距离预测方法较传统基于瞬时视场(IFOV)的极限分辨角方法更为合理科学,可有效地进行陆上、海上二以及航空航天遥感等可见光/近红外光电成像系统的性能评价。

基于最小可分辨对比度的CCD成像系统最佳角放大率研究

光电成像系统存在一个最佳角放大率,使人眼与成像系统达到最佳匹配状态,系统获得最佳性能。基于MRC物理意义,提出MRC信道宽度CCD成像系统综合性能评价方法,通过实际CCD成像系统的观察实验确定了评价模型的表达式,分析了各种系统参数变化对该方法的影响。结果表明,利用MRC信道宽度评价方法描述的最佳角放大率变化与实际情况一致。在最佳角放大率情况下,系统与人眼视觉得到最佳匹配。

低照度成像组件的最小可分辨率对比度测量及其作用距离模拟

搭建了一套光电成像系统的最小可分辨对比度测试实验系统,并对MTV-1881-EX型低照度CCD和NOCTURN XL型超低照度CMOS成像系统的最小可分辨对比度进行了测量,分析了对应两款低照度成像组件在相同焦距、相同瞬时视场、相同视场条件下的作用距离,结果表明:1)超低照度CMOS成像组件具有更好的低照度成像质量;2)基于最小可分辨对比度的作用距离模型由于考虑了系统信噪比、调制传递函数和景物对比度等因素,可更有效地预测光电成像系统的作用距离;3)在相同瞬时视场或成像视场条件下,超低照度CMOS成像系统具有更佳的作用距离.本文方法对于拓展基于最小可分辨对比度的光电成像系统作用距离模型的应用具有重要的作用.

便携式可调对比度靶标发生器

在最小可分辨对比度MRC测试中,提出了一种实现测试靶标可调对比度的新方法.这种方法是将测试靶标放在两个重叠积分球中间,在两个积分球紧邻靶面处各开有一圆形孔,用以照明测试靶标的正反两面.在每个积分球入口处安放衰减片,转动衰减片可以控制进入积分球的光通量,从而改变了测试靶标正反两面的亮度,实现了测试靶标对比度的可调.基于此方法研制了靶标发生器,可用于快速检测可见光成像系统的MRC.测试实验结果表明,该发生器亮度可在0.3～200cd/m2范围内重复调节,测量亮度误差在±0.3cd/m2以内.

彩色电视成像系统色彩空间分辨力检测装置

针对彩色电视系统色彩空间分辨力客观测试的实际需求,开展光谱数据到色彩空间的数字化转换模型、非线性色彩空间中任意色坐标的实现技术,以及色彩空间分辨力的客观评测方法等研究。通过运用先进的数光处理(DLP)技术,突破了标准彩色目标源生成的瓶颈技术,解决了最小可分辨色差、最小可探测色差、最小可分辨对比度等参数的精密测试问题。

彩色电视成像系统色彩空间分辨力检测装置

针对彩色电视系统色彩空间分辨力客观测试的实际需求,开展光谱数据到色彩空间的数字化转换模型、非线性色彩空间中任意色坐标的实现技术,以及色彩空间分辨力的客观评测方法等研究。通过运用先进的数光处理(DLP)技术,突破了标准彩色目标源生成的瓶颈技术,解决了最小可分辨色差、最小可探测色差、最小可分辨对比度等参数的精密测试问题。研制了彩色电视成像系统色彩空间分辨力检测装置,已用于车载观瞄仪对不同颜色目标的识别能力和探测距离的测试,还可为其他机载、舰载等各类可见光观瞄产品的研制、验收和使用提供条件保障。

彩色电视成像系统色彩空间分辨力检测装置

针对彩色电视系统色彩空间分辨力客观测试的实际需求,开展光谱数据到色彩空间的数字化转换模型、非线性色彩空间中任意色坐标的实现技术,以及色彩空间分辨力的客观评测方法等研究。通过运用先进的数光处理(DLP)技术,突破了标准彩色目标源生成的瓶颈技术,解决了最小可分辨色差、最小可探测色差、最小可分辨对比度等参数的精密测试问题。研制了彩色电视成像系统色彩空间分辨力检测装置,已用于车载观瞄仪对不同颜色目标的识别能力和探测距离的测试,还可为其他机载、舰载等各类可见光观瞄产品的研制、验收和使用提供条件保障。

可见光成像系统MRC测试技术的研究

通过分析国外现行的实现最小可分辨对比度(MRC)测量的方法,提出了一种采用两个重叠积分球对测试图案正反两面均匀照明,获取可调对比度的实现MRC测量的新方法,研制了相应的测量MRC仪器。采用新的方法测试图案的目标亮度和背景亮度可以单独调节,而且还能得到精确的控制。测试结果表明,该仪器测量亮度的误差在±0.3 cd/m2的范围内,MRC的扩展不确定度不超过3%,适合各种试验现场对可见光成像系统成像质量的在线评价。

基于MODTRAN的红外系统对巡航导弹探测距离的估算

基于最小可分辨对比度准则,研究了在考虑背景环境下机载红外成像系统对目标最大探测距离的计算方法。分析了红外目标在3～5μm与8～12μm两个波段上的红外辐射特征和背景辐射、大气透过率等因素对探测距离的影响,给出了探测距离的推导公式。最后用MODTRAN软件对大气透过率进行了模拟计算,得到了波数间隔为1cm^(-1)的光谱大气透过率数据。计算了各微小波长区间内辐射到探测器上的辐照度。考虑到大气透过率与距离的关系,取消了传统算法中用常数或者拟合函数来代替大气透过率的方法。以巡航导弹为例,对红外系统探测距离进行了数值计算。仿真结果表明,该计算方法具有可行性。

天基光学成像系统探测效能评价方法

提出了一种基于约翰逊准则和最小可分辨对比度的天基光学成像探测效能评价方法,综合考虑了目标和背景对比度、大气传输、探测器和人眼等诸多因素,引入噪声等效对比度来衡量探测器噪声水平,以对比度受限和分辨率受限联合概率衡量探测效能,定量直观地评价天基光学成像系统的探测能力.采用航空影像和GF-2卫星影像开展验证实验,航空影像中汽车的识别概率为46%,飞机的确认概率为73%,NIIRS等级为4.23;GF-2卫星影像中卡车的识别概率为67%,小型船的发现概率为63%,NIIRS等级为4.53.本文方法计算的探测概率和人眼主观判断基本一致,与NIIRS基本符合,证明了方法的有效性,为遥感光学探测系统设计和效能评价奠定基础.

太赫兹主动焦平面成像系统的MRC匹配滤波器模型

结合太赫兹辐射源及焦平面探测器特性,同时考虑目标-背景特性、大气衰减及器件衰减等影响,研究建立了太赫兹主动成像系统的最小可分辨对比度匹配滤波器模型.并结合文献示例以及实际太赫兹焦平面主动成像系统的测试结果,验证了最小可分辨对比度模型.结果表明,实验测量值和计算值基本一致,误差在合理范围之内,从而表明了本文模型的有效性.

基于人眼视觉的直视型微光成像系统MRC模型

首次将最小可分辨对比度(MRC)的概念引入到了直视型微光成像系统。在人眼视觉的基础上,从信号检测的角度出发,推导出了直视型微光成像系统的MRC模型。该模型综合考虑了空间因素和时间因素对成像系统的影响,给出了系统在不同目标照度、不同对比度情况下探测图像时的极限灵敏阈。模拟结果表明,由此得到的直视型微光成像系统的极限分辨率与实际系统给出的分辨率基本一致,是一种能更全面地评价微光成像系统性能的模型。