基于在轨MTF测试的定量图像质量提升方法

针对TDI推扫型光学遥感载荷在轨工作时可能出现的垂轨或沿轨方向图像质量下降现象,提出一种基于在轨MTF测试的单方向可定量图像质量提升方法。首先,采用刃边法测试得到沿轨和垂轨两个方向的MTF曲线,选取从零频到奈奎斯特频率范围内的n个不同频率点,根据MTF目标值与实测值的比值确定各选定频率点的MTF提升倍数,依据频域响应特性并以提升倍数作为频域响应幅值构建空域卷积函数,同时结合在轨实测信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)构建抑噪函数,在确保SNR的前提下实现的MTF的定量提升。根据在轨试验验证结果表明,按照所提方法进行图像质量提升,在噪声抑制阈值0.5 dB范围内,垂轨方向MTF基本不变,沿轨方向奈奎斯特频率点的MTF提升2.51倍,获取的图像清晰度提升8.33%,证明该方法可有效实现定量图像质量提升。

TDI-CCD在轨成像质量MTF数值模拟

在研究卫星总体参数对TDI-CCD推扫成像调制传输函数MTF(Modula Transfer Function,MTF)影响关系的基础上,提出了一套模拟卫星在轨成像MTF下降的技术方法。通过这套模拟方法,建立了卫星总体参数与在轨成像质量MTF下降之间的关系,为用户根据遥感图像质量MTF指标的需求来确定对卫星主要总体参数的要求提供了分析手段。

MTF补偿法图像复原及其对立体定位精度的提升

任何光学成像系统的成像过程都会不同程度地造成物象退化，该退化会影响图像的辐射和几何性能。基于调制传递函数理论并采用MTFC补偿方法，本文设计了一种修正反转滤波器，并给出了该滤波器下的高分辨立体图像复原数据处理流程；同时，结合一款北京空间机电研究所研制的空间遥感物理缩比样机进行了验证试验，分析研究了复原后的图像质量及其对目标立体定位精度的提升潜力，效果明显。

摄影物镜MTF测量中的影响因素研究

从影响摄影物镜MTF测量的各种因素出发,分别以光源颜色、F数、视场角、方位角、以及光强为参数,测量出了不同参数下的MTF值,并绘出了相应的变化曲线。通过分析这些曲线的变化,不仅可以看出MTF随这些参数的变化规律,而且能够形象地得知各参数对MTF变化快慢的影响程度。

红外R-C光学系统设计

介绍了R C系统的设计方法 ,并举例设计了一种方案合理、成像质量好的红外R C光学系统 ,给出了不同视场的分析结果 ,并分析了温度变化对系统的影响。

航天TDI推扫式光学遥感器机动成像质量

从分辨率和辐亮度两个角度出发,对TDI推扫相机机动成像模式下的成像质量进行了分析。首先,提出了视轴追迹法分析计算TDI和线阵两个方向的分辨率,通过构建侧摆和星下点之间的坐标转换矩阵,得到不同机动角度下TDI和线阵方向的单位矢量,随后计算出这两个方向的单位矢量沿着视轴方向在地面的投影矢量,结合相机的参数和轨道高度、地球半径等计算出地面像元分辨率。同时根据卫星在地面的投影速率得到不同视场的积分时间,并分析以中心视场为积分时间基准下,边缘视场在不同TDI级数下的MTF退化情况。以某遥感型号为例进行了具体的分析计算,并根据MTF的退化情况对侧摆角度提出了要求,计算结果表明,边缘谱段在大侧摆下TDI级数为60时,MTF已下降为0,在轨使用时要慎重选用级数。然后,结合理论计算和在轨图像分析了了不同侧摆角度下大气对图像对比度的影响,通过分析表明侧摆会改变大气传输路径,从而影响目标的对比度,分析结果可以为后期的图像校正提供参考。

红外两档变倍光学系统设计

与连续变焦光学系统相比,红外两档变倍光学系统具有结构简单、成像质量好、装调容易等特点,介绍了红外两档变倍光学系统的设计方法,并举例设计了一种方案合理、成像质量好的红外两档变倍光学系统,对光学系统的0视场、0.5视场、0.71视场、0.866视场和1视场成像质量进行了分析,给出了各个视场的分析结果,同时分析了温度变化对光学系统的影响,分析表明设计结果能够较好地满足实际工程需要。

航天遥感光学系统设计与研究

根据航天遥感系统设计要求,以及航天遥感光学的常用结构分析,最终选用用离轴三镜反射镜光学系统结构。使用MATLAB软件编程计算光学系统的初始结构。并对光学系统全视场成量进行分析,分别用MTF和点列图两种衡量标准对光学系统成像质量分析。

光电成像系统的性能优化

探讨了光学系统和阵列探测器构成的光电成像系统的整体性能和优化设计问题。针对阵列探测器的不断快速更新换代,研究了如何对光学系统进行改进以优化光电成像系统的性能。从采样成像系统的取样定理出发,研究了光电成像系统的传递函数特性,讨论了采样成像系统的相位平均传递函数,分析了光电成像系统的加工与使用误差对传递函数的影响。同时,给出了光电成像系统的信噪比计算公式。文中提出用于遥感观测的大型光电成像系统的光学系统传递函数的归一化空间频率等于0.5左右可与阵列探测器的奈奎斯特频率相匹配。结果显示,如此设计可在满足信噪比的同时使传递函数在奈奎斯特频率处达到0.1左右,分辨率达到奈奎斯特频率并且不产生频谱混叠效应。

稀疏孔径双圆周阵列的成像性能研究

针对传统稀疏孔径均匀圆周阵列的调制传递函数在截止频率区域内易出现零值而影响成像质量的问题,提出一种由两个均匀圆周阵列嵌套构成的无冗余的双圆周稀疏孔径结构。给出该阵列的光瞳函数以及调制传递函数的解析表达式。以5-3结构的双圆周阵列为例,以实际空间截止频率为像质评价准则,从子孔径直径、内环圆周半径以及内环旋转角度等几个方面详细分析了双圆周阵列的成像特性,给出不同情况下的实际截止频率值,并对双圆周阵列稀疏孔径系统进行模拟成像和图像复原。将该结构与均匀圆周阵列,Cornwell优化圆周阵列进行比较。结果表明,相同条件下,该阵列具有更大的实际空间截止频率,并且成像质量随着填充因子的减小而逐渐下降。