鬼像影响下的调制传递函数计算模型

为了探究鬼像对成像系统性能的影响,构建了二次反射产生的鬼像影响下的调制传递函数(MTF)的计算模型。本文首先介绍了在近轴近似下的鬼像分析与描述的方法。接着,从调制传递函数的定义出发,考虑鬼像在像面处的照度对像面调制度的影响,构建了鬼像影响下的MTF计算模型。通过对一系统进行实例计算,并与仿真结果进行对比,均方误差最大不超过0.049373,进而验证了该模型的准确性。同时针对误差较大的结果进行了详细分析,明确了该计算方法的适用范围。研究结果表明,利用近轴近似的方法计算鬼像影响下的MTF在大多数情况下是真实准确的,该研究在光学系统的鬼像分析方面做出了有益探索。

EBAPS的调制传递函数测试系统

电子轰击有源像素传感器(electron bombarded active pixel sensor,EBAPS)是一种新型的真空-固体混合型微光夜视器件,而调制传递函数(modulation transfer function,MTF)作为EBAPS的性能参数之一,能够反映成像系统对不同频率成分的传递能力,但目前国内缺少相应的测试手段。因此,为了表征并评价EBAPS的成像质量,基于像增强器狭缝法测试MTF的原理,设计并搭建了一套EBAPS的MTF测试系统。通过驱动EBAPS器件,利用USB接口将采集到的数据传输至上位机进行图像分析,对狭缝图像进行处理获得线扩散函数(line spread function,LSF),经离散傅里叶变换后得到相应的调制传递函数曲线。在狭缝靶标处照度为2×10^(-2) lx时,一定范围内随着电压升高,EBAPS的MTF先升高后降低,且在外加-1 000 V时取得最大值。在光成像模式下,微调狭缝与传感器成像面的相对位置,连续5次测试得到几个重要频率点的MTF值的标准差均低于0.01,稳定性较好。

影响CCD调制传递函数因素研究

从理论上以光学系统的MTF的评价方法分析了不同条件下各种因素对CCD调制传递函数的影响 ,模拟结果显示了各种因素影响的不同程度 ;

桥梁变形图像监测系统调制传递函数

介绍了桥梁变形图像监测系统的工作原理和组成。根据线性系统理论,深入研究了光学系统、图像采集和大气等各个组成部分的调制传递函数,尤其是大气对系统调制传递函数的影响,给出了整个系统的调制传递函数。在一个实际的桥梁变形监测系统基础上,分析了晴、霾、雨、雾等天气情况下系统各部分和总体的调制传递函数。在待测点距离摄像机的距离为1km时,理论上系统的极限分辨能力为厘米级。

调制传递函数在遥感图像复原中的应用

针对空间推扫型全色TDICCD相机在获取、传输和存储图像的过程中引入模糊和噪声导致图像质量下降的问题,提出了一种基于调制传递函数(MTF)的遥感图像复原方法。文中的复原方法是通过图像的MTF恢复出点扩展函数(PSF),并将其作为退化函数进行图像复原。通过在MTF提取前对局部图像用同态滤波算法进行增强处理,加强MTF提取的抗噪声能力,并使用二次复原的方法避免直接加入增强滤波器导致的MTF误差。使用均值、对比度及边缘强度等指标对遥感图像复原结果进行评价。实验结果表明:复原后图像灰度均值提高45%,平均梯度和边缘强度分别是复原前的3.5和1.75倍,各项评价指标均优于原始图像,并且MTF所包含面积MTFA明显增加,该图像复原算法对提高空间TDICCD相机图像质量有一定的参考意义。

基于Bayer滤波的彩色面阵CCD调制传递函数

介绍了基于Bayer滤波获取彩色图像的方法。根据CCD离散采样的工作特点,构建了采用Bayer滤波的彩色面阵CCD的调制传递函数(MTF)。通过数值计算和实验对基于Bayer滤波的彩色面阵CCD和单色面阵CCD的MTF值进行了对比分析。结果表明,基于Bayer滤波的彩色面阵CCD的MTF值显著低于单色面阵CCD的MTF值。当像元边长与对应中心距相等时,基于Bayer滤波的彩色面阵CCD在Nyquist频率处的MTF为0.067 6,单色面阵CCD在Nyquist频率处的MTF值为0.405 3;分辨率板成像实验表明,相同成像条件下,前者的分辨率比后者的分辨率降低约40%,基本符合MTF对比分析结论。

光锥与CCD耦合器件调制传递函数的测试方法

采用直接对倾斜刀口成像的方法测量光锥与CCD耦合器件的调制传递函数 这种方法对静止刀口成像,利用刀口与光锥纤维列间的一定倾斜角度,在垂直于刀口的不同行之间形成不同的值,代替了传统刀口扫描中的扫描装置,并无需保证刀口与阵列的平行,相应地减小了测量误差在数据处理中采用了二次平均法,即对同一幅图像得出的不同位置值进行平均及多次测量结果平均。

空间光学相机在乃奎斯特频率处的调制传递函数测试与实验

为了精确地测试空间光学相机入轨之前在乃奎斯特频率处的调制传递函数,开展了整机在乃奎斯特频率处的传递函数测试实验。给出了相机在乃奎斯特频率处的调制传递函数测试链路图;推导了乃奎斯特频率的方波靶标在整个链路中的传递过程和终端靶标图像的精确对比度函数模型;计算了终端靶标图像的对比度与相机在乃奎斯特频率处的调制传递函数转换关系和理论误差形式。最后,在真空环境下测试了相机在乃奎斯特频率下的调制传递函数,并依据本文推导的结论对结果进行了修正。实验结果表明:某空间光学相机在实验室条件下测得的乃奎斯特频率处的调制传递函数为0.213,经折算时间延迟积分CCD(TDICCD)及处理电路的调制传递函数为0.602,TDICCD外围处理电路的调制传递函数等效衰减系数为0.946,与理论值接近。测试结果表明提出的方法基本准确,能够满足空间光学相机地面研制阶段对调制传递函数测试的要求。

高性能近贴式像增强器的调制传递函数分析

为了提升微光夜视系统中高性能近贴式像增强器极限分辨力,在归纳近贴式像增强器及其部件调制传递函数模型的基础上,结合高性能超二代和超三代像增强器的结构和电参量以及典型产品性能值,研究分析了像增强器及其部件调制传递函数分布特性参数,及它们对像增强器极限分辨力和综合评价参量-信道宽度的影响.研究结果表明:进一步提升像增强器性能需要提升荧光屏的性能或改善调制传递函数分布特征;信道宽度参量可作为评价像增强器调制传递函数曲线分布特征的有效参量.研究结论对于进一步提升高性能像增强器的性能具有理论指导意义.

微通道板像增强器的调制传递函数的测量与研究

根据狭缝法测量调制传递函数(MTF)的理论,建立了微通道板(MCP)像增强器的MTF测量装置.利用CCD相机测量像增强器对狭缝的空间响应,得到系统的线扩散函数(LSF) ,经过傅里叶变换求出MTF.实验测量了两种MCP像增强器的MTF,得到的极限分辨率与厂家标定值一致.在不同的工作偏压下以及不同的像面位置处的MTF测量结果表明,像增强器的空间分辨能力随着光阴极偏压的升高逐渐提高并趋于稳定.随MCP偏压的升高而迅速下降,在一定的电压范围内不随荧光屏电压的变化而改变;像增强器在不同像面位置处的空间分辨能力变化较小.

红外热成像系统调制传递函数(M TF)测试研究

为了能对红外热成像系统的性能进行准确的评价,必须对其MTF进行准确测试。利用高精度双黑体反射靶标评估系统,并依据刀口靶测试原理,首先在计算机中进行微分运算,获得线扩展函数,然后再进行傅里叶变换,最终获得MTF。通过对CED ITⅡA型热像仪MTF的测试和分析,发现MTF的测试主要受输入差分信号强度,脉冲电平的去除与否,以及采集到的信号是否滤波等因素的影响。该测试评估系统能保证背景辐射的均匀性和稳定性,且受环境温度变化的影响极小,因此可大大提高测量的准确性和可靠性。

遥感相机动态调制传递函数与时间延迟积分CCD行周期误差的关系

考虑推扫式遥感相机中的时间延迟积分(TDI)CCD行周期误差对成像动态调制传递函数(MTF)影响较大,且积分级数越高影响越大,本文分析并推导了存在行周期误差时TDICCD推扫成像的动态MTF数学模型并进行了仿真验证。首先,介绍了典型的TDICCD的电荷行转移时序,分析并推导了该时序下单级和多级积分级数时的采样窗口函数以及该时序下TDICCD的行周期误差率与动态MTF之间的精确函数关系,并指出本文推导的精确函数比传统函数多一个非线性参量。然后,进行了仿真实验。结果表明:行周期误差率ΔT/T=0时,该时序下的TDICCD在Nyquist频率下的动态MTF为静态MTF的0.632 5倍(TDICCD相数b=4),显示得到的动态MTF与行周期误差率关系曲线较传统方法得到的曲线有明显差异且动态MTF值要高于后者。最后,给出了在不同积分级数下、5%动态MTF下降率指标要求时的行周期误差率最大容许值。

红外成像系统的调制传递函数测试

研究了刃边法测试光学系统调制传递函数（MTF）的原理,提出将改进倾斜刃边法用于红外成像系统MTF的测量。考虑刃边倾斜角度的测量误差和噪声干扰会引起红外系统MTF的测量误差,采用Canny算子、直线拟合和边缘扩散函数（ESF）重构行数变动等方法来提高MTF的测试精度;同时针对ESF与线扩散函数（LSF）提出有效的降噪算法来降低噪声对MTF测试精度的影响,从而系统地降低了MTF的测量误差。搭建了实验平台,以红外成像系统的理论模型和实测参数得到的MTF曲线为依据,实验验证了本文方法的有效性,测试分析了刃边倾角的变化对MTF测试精度的影响。实验结果表明：通过本文方法测试得到的MTF曲线的测试精度为0.010,测试重复精度为0.008,刃边倾角保持在2°～10°。实验结果显示：本文方法有效地降低了刃边倾角的测量误差和噪声干扰对MTF测试产生的影响,测试结果具有良好的重复性。

12MeV LIA X射线斑点测试及其调制传递函数

介绍了测试１２ＭｅＶＬＩＡＸ光斑点的测试系统，利用刀口法和大孔成像法测出所成像的黑密度分布，获得Ｘ光斑点大小结果；根据该光源的近乎轴对称特点和大孔所成像的密度分布，经数值处理拟合出斑点强度的空间分布；利用该系统。

线列光纤传像束的调制传递函数评价方法及检测

根据调制传递函数对比度定义,推导了分析线列光纤传像束调制传递函数(MTF)的数理关系,采用数值计算的方式,分析了线列光纤传像束像元与输入信号之间的位相关系对调制传递函数的影响,并进行了实验研究。结果表明,输入信号与线列光纤传像束的位相匹配对调制传递函数有一定的影响。基于对数值分析结果的考虑,提出线列光纤传像束的调制传递函数及评价方法,理论分析与实验结果相吻合。

高光谱遥感系统调制传递函数的在轨测试

为了实现高光谱遥感系统调制传递函数(MTF)的在轨测试,以色散推扫型高光谱遥感系统为例分析了系统的像质退化因素并研究了MTF检测方法和流程。首先,分析了色散型高光谱遥感系统MTF三维可分性原理。然后,针对高光谱遥感图像信噪比一般较低的特点,提出了一种抗噪声的MTF检测方法;又根据该图像波段众多的特点,提出了高光谱图像刀刃法MTF测试区域的选择标准。最后,以PHI遥感图像为例对所提出的方法进行了检验。用本文提出的方法对PHI图像进行MTF提取,利用提取出的MTF对原退化图像进行了恢复。结果显示,各波段图像平均梯度提高了67.1%,细节信号能量提高了65.2%,结果证明了MTF检测方法的有效性。

CCD的调制传递函数(MTF)分析

调制传递函数 (MTF)是评价成像系统性能的重要参数 ,文章通过讨论CCD对正弦输入信号的响应 ,对CCD的调制传递函数进行了理论分析 。

调制传递函数对全飞秒激光近视屈光手术后早期视觉质量的评价

背景 全飞秒激光辅助的屈光手术已广泛用于临床,其术后术眼视觉质量的改善情况是临床医师关注的主要问题.调制传递函数（MTF）是评价视觉质量的主要指标. 目的 研究近视患者行全飞秒激光屈光手术后在明暗条件下（3 mm或6 mm瞳孔直径）MTF的变化,以评价术后的早期视觉质量. 方法 采用回顾性系列病例观察的研究方法,选取2012年7-10月在南京军区南京总医院行全飞秒激光屈光手术的中低度近视[等效球镜度（SE）为-2.25 ～-5.75 D]患者23例40眼作为研究对象,分析并比较术眼术前及术后1d、1周、1个月的视力变化;用i-Trace视功能分析仪测量术眼3 mm和6 mm瞳孔直径下术前及术后1d、1周、1个月总像差、低阶像差和高阶像差的MTF值,比较3 mm和6 mm瞳孔直径间不同像差MTF的差异.分别对瞳孔直径3 mm或6 mm时在最佳矫正视力（BCVA）状态下测量的术前及术后1d、1周、1个月间在5、10、15、20、25 c/d空间频率下的MTF值进行比较. 结果 与术前裸眼视力和BCVA比较,术眼术后1d、1周、1个月的视力逐渐提高,各时间点间视力的比较差异有统计学意义（F=10.341,P=0.000）;术眼术后屈光度平均矫正量为3.795 D.术后1d、1周、1个月,3 mm瞳孔直径下总像差、高阶像差和低阶像差下MTF值随时间的延长均有升高的趋势,但差异均无统计学意义（P＞0.05）.6 mm艟孔直径下术后各时间点总像差、低阶像差下MTF值明显高于术前,差异均有统计学意义（P＜0.05）,而术前及术后各时间点高阶像差MTF值的变化差异无统计学意义（F=0.260,P=0.854）.与3 mm瞳孔直径下比较,术眼术前及术后1个月6 mm瞳孔直径下低阶像差和高阶像差的MTF值明显下降,差异均有统计学意义（术前：P=0.050、0.001;术后：P=0.012、0.001）.3 mm瞳孔直径下各空间频率的MTF值差异均无统计学意义（均P＞0.05）,而6 mm瞳孔直径下各时间点10、15、20、25 c/d空间频率下MTF值随着术后时间的延长均逐渐升高,差异均有统计学意义（P=0.044、0.043、0.024、0.014）. 结论 全飞秒激光近视屈光手术能够消除低阶像差,术后MTF值明显提高,患者裸眼视力提高,从而改善患者的视觉质量.应用MTF值能够客观地分析全飞秒激光近视屈光手术后视觉质量的变化.

航空相机动态调制传递函数分析与研究

利用调制传递函数对动态成像质量做出评价,确立合理的稳定系统性能指标,是航空相机设计过程中需要解决的重要问题.基于线性光学系统的传递函数理论,针对匀速运动、加速运动和正弦运动等几种动态成像条件进行了定量分析,建立了像移量和动态成像质量之间的联系.针对低频正弦运动,提出了一种基于离散相位区间的动态调制传递函数计算方法.分析结果表明,在像模糊斑大小均为0.5个像元的情况下,高频正弦运动、直线运动和低频正弦运动的动态调制传递函数分别可以达到0.85、0.9和0.998,此时可以获得较理想的动态图像.据此得出了高频振动对像质的破坏最严重,直线运动次之,低频正弦运动最轻的结论.根据分析,可以针对特定的动态成像条件计算相应的调制传递函数,为航空相机系统的综合像质评价和视轴稳定系统设计提供了准确的定量参考.

基于月球目标的FY-2G在轨调制传递函数评估

调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)是客观评价遥感器光学系统在轨特性的主要指标之一。为了避免使用地面目标评估气象卫星在轨MTF时,大气传输对计算结果的影响,研究了使用月球目标来计算其在轨MTF的方法。选择由风云二号G星扫描辐射计(VISSR)获取的不受大气传输影响的月球目标遥感图像,作为刃边法的输入图像来计算VISSR的在轨MTF,并且根据探测器的不同探元,划分不同的子图像,分别计算其MTF特性。实验结果表明,使用月球目标得到的MTF结果为0.320 1,而地球目标由于有大气影响MTF结果仅为0.216 4,月球目标结果明显优于地球目标。且遥感器各探元结果一致性较好,在连续时间内由同一子图像计算的不同探元的MTF结果的标准差仅为0.013 31,表明使用该方法评估的MTF具有稳定性。