基于瑞利判据的分幅相机空间调制传递函数

根据脉冲展宽分幅相机原理和瑞利判据思想,通过建立研究模型、模拟磁场分布、追踪电子轨迹和成像分布直方图统计及其高斯拟合,采用瑞利判据计算脉冲展宽分幅相机轴上空间分辨力和成像调制度。研究结果显示,基于瑞利判据通过相邻物点成像分布计算脉冲展宽分幅相机空间调制传递函数是可行的,当阴极轴上相邻物点分别发射10 000个电子时,两物点完全分辨的成像调制度为98.573 2%,空间分辨力为194.523 7μm;恰能分辨的调制度为19.16%,空间分辨力为73.22μm;不能分辨的成像调制度为0.14%,空间分辨力为4.57μm。研究结论为二维超快诊断设备空间调制传递函数的计算提供了一种直观的解决方法。     

CCD相机调制传递函数的测试分析

调制传递函数(MTF)是评价CCD相机成像系统质量的重要参数,它能真实地反映相机拍摄时的空间频率与图像对比度的关系。CCD相机的MTF测试中最关键的是靶标的选择,它决定了整个系统的测量精度和操作过程的复杂程度。理想的靶标函数是正弦函数,但制作光出射度随正弦波规律变化的分辨率板是非常困难的,因此利用明暗相间、相互平行的黑白条纹分辨率板来代替正弦波分辨率板,提出了测量MTF的方法。重点对CCD相机在奈奎斯特频率处的MTF测试结果进行了分析与评价。     

CCD相机调制传递函数的测试原理分析

对于CCD相机的空间分辨率特性,通常用调制传递函数来表征.基于调制传递函数理论分析值与具体的实验测试值存在差别,分别对分辨率板在焦平面所成的像与CCD像元之间的偏移量和积分时间内被摄物体与相机的相对运动产生的像移对相机调制传递函数的影响进行了分析.讨论了调制传递函数与对比调制传递函数之间的联系和区别.     

CCD调制传递函数测量方法的改进

本文对目前所采用的测量ＣＣＤ调制传递函数方法进行了分析,并此基础上提出了改进的测量方法,改进后的方法不仅继承了原来方法的优点,同时其测量和测量结果的可靠性都有较大的提高。     

遥感相机静态调制传递函数的地面测试原理

为了在地面研制阶段精确地测试空间遥感相机在各种空间频率处的调制传递函数,对测试原理进行了理论推导和分析,并基于此开展了整机在各种空间频率处的传函测试实验。在给出了遥感相机调制传递函数的测试实验链路的基础上,推导了各种空间频率的正弦波和方波靶标在整个链路中的光能传递过程,从而得到了遥感相机在各种频率下的调制传递函数和对比度传递函数的理论形式,并证明了在任何频率处二者之间的转换系数均为π/4。最后,在真空环境下进行了相机在1、1/2和1/3乃奎斯特频率下的调制传递函数测试。实验结果表明:某空间遥感相机在实验室条件下测得的1、1/2和1/3乃奎斯特频率下调制传递函数分别为0.21、0.40和0.59。经计算光学系统反推传函与设计传函衰减系数接近1,证明了方法的正确性。     

微光ICCD相机的动态调制传递函数理论模型研究

在微光像增强型电荷耦合器件(Intensified Charge-coupled Device,ICCD)积分时间内,空间振动影响微光ICCD相机的成像,导致成像质量下降.对于振动环境下微光ICCD相机成像,采用动态调制传递函数(modulation transfer function,MTF)评价空间振动对成像质量影响.结合微光ICCD相机特有结构,提出微光ICCD相机的动态MTF理论模型,分析低频正弦振动及高频正弦振动中,振动幅度、振动周期、积分时间等不同因素对成像质量的影响.     

调制传递函数在光学相机支撑设计中的应用

为指导遥感相机主次镜支撑桁架的设计,以满足整系统调制传递函数(MTF)为目标,分析系统各环节MTF对整机的影响,确定以光学衍射限传递函数为约束设计系统主体支撑结构。由在轨产品的实测MTF及装调、电子学的传递函数因子推出杆支撑条件下的光学衍射限传递函数最小值,指出光学软件不能全面评价遮拦对光学衍射限传递函数的影响,确定以光瞳函数计算不同遮拦时光学系统衍射限传递函数,得出三杆时杆直径最大为38mm,四杆时杆直径最大为26mm的遮拦分布。通过有限元计算两种结构布局下杆不同壁厚的系统静载变形及模态频率,认为直径26mm、壁厚4mm的四杆结构,支撑结构质量从现有40kg减至4kg,静载变形水平放置25μm、竖直放置0.85μm,系统基频98.9Hz,一阶扭转频率183Hz,满足卫星载荷设计要求。     

空间相机软件在轨重注方法研究与实现

随着计算机技术和软件技术的发展,具有高度自治性和灵活性的实时嵌入式系统在航天领域的应用越来越广泛.对这些嵌入式系统往往具有较高的长时间运行的自治性和可靠性要求,因此,对系统在轨维护能力提出了迫切的需求.针对实时嵌入式系统在轨维护需求,提出了一种基于FPGA的嵌入式系统软件在轨重注方法.     

室内模拟环境下动态调制传递函数检测方法

针对车载视觉智能感知、低空区域防务等光电成像系统远距离观测动态性能测评需求,研制了室内运动目标模拟系统。基于线性移不变系统模型,分析了“三杆靶”、“四杆靶”靶标MTF测量原理,提出了一种基于变频栅条靶标的动态MTF检测方法,给出了变频靶标设计方案和MTF解算方法。完成了“三杆靶”和变频靶标测量方法的静态和动态MTF对比测试实验。实验结果表明:提出的变频靶标动态MTF检测方法与“三杆靶”测量方法相比,在静态MTF检测时测量数据的相对最大偏差比率为1.9%,动态MTF检测时测量数据相对最大偏差比率为2.8%,是一种高精度数字化动态MTF检测方法。该方法可以从一幅靶标图像中解算出MTF曲线,在动态MTF检测技术领域比“刀口法”、“三杆靶”、“四杆靶”等方法更具优势。     

一种改进的相机全局运动估计方法

提出了一种改进的相机全局运动估计方法。首先给出了相机的全局运动模型,然后对传统的模板匹配方法的模板更新和匹配准则等环节进行了改进。仿真结果表明,该方法能以较小的资源消耗有效地解决相机的全局运动估计问题。     

一种改进的FSK信号调制分类方法

针对MFSK通信信号的分类问题进行了改进和分析。首先选取接收机输出的MFSK信号的时频脊线作为分类特征,然后针对无监督聚类算法中FCM算法对初始值敏感,易收敛至局部最优解的缺陷,提出了一种基于核的模糊C均值聚类算法来求取最佳聚类数M,提高了聚类精度。计算机仿真结果证实了所提方法的有效性和正确性。     

一种新的低复杂度空间调制信号检测算法

空间调制技术(SM)作为一种新颖的多天线传输方案,近年来受到业界的广泛注意。它将输入信息比特分为两部分,一部分用于激活天线,另一部分用于信号调制,来共同承载发送信息。由于SM系统的最大似然(ML)最优检测算法需要穷举搜索激活天线序号和发送的数字调制符号的所有可能情况,它的检测复杂度很高。为此,人们相继提出了一些简化算法。与这些算法思路不同,本文从传统ML最优表达式出发,引入极坐标得到关于星座点幅度和相角的ML等价表达式,同时根据星座点相角的分布特性对相角进行近似,得到了一种新的次最优检测算法。新算法的检测性能比其他次优算法更接近ML,而且计算复杂度低。最后本文通过计算机仿真,验证了新算法的有效性。      

一种低复杂度空间调制球形译码检测算法

现有的空间调制系统球形译码（Sphere-Decoding,SD）检测算法虽然能够较大地降低最大似然（Maximum-Likelihood,ML）检测算法的计算复杂度,但由于其更新半径比较松散、收敛较慢,计算复杂度降低的水平仍十分有限,尤其是在高阶调制系统下.针对上述问题,采用统计分布的思想对现有算法更新半径中的冗余项进行估计,提出了两种改进的球形译码检测算法.理论分析与仿真结果表明,改进算法在达到最优检测性能的同时,极大地降低了传统球形译码的计算复杂度,具有较好的理论和实际应用意义.     

一种适应相机抖动的运动目标检测方法

针对自然环境下运动目标检测时相机抖动问题,该文提出一种背景自适应方案。首先用Harris算子检测背景帧和当前帧感兴趣区域的角点,并在小范围内采用相关法和松弛法获取若干稳定的匹配点对。然后通过匹配点对的偏移量来估计相机的抖动参数,恢复出与当前帧匹配的背景帧。最后使用基于多分辨率金字塔模型的背景差分算法来检测运动目标,去除环境中的动态背景噪声和图像模糊引入的较小的相机偏移量估计误差。用公共测试图像的相机抖动序列对该算法进行了验证,并与当前较为先进的算法定性和定量地进行了比较,实验结果表明,该算法可以有效地解决自然环境下相机抖动问题,检测效果评价参数优于当前的算法。     

一种改进的人脸检测方法

针对一种基于多模板匹配的单人脸检测方法的不足，提出了一种改进的人脸检测方法。实验表明经过改进的方法在准确性和速度上都有一定的提高。     

新的相机交会角在轨标定方法

提出了一种新的在轨标定相机交会角的方法,该方法不同于目前广泛采用的摄影测量中的后方交会。以三线阵CCD测绘相机为例,通过对其工作原理的分析,建立了求解相机交会角的几何模型,并利用天绘卫星三线阵影像数据进行了相关试验。结果表明,该方法可行,计算结果精度较高,与摄影测量方法所得结果非常接近。同时,计算分析了定轨精度和地面控制点精度对相机交会角精度的影响。相对于摄影测量的方法而言,该方法理论简单,易于理解,可进一步应用于高分辨相机和多光谱相机离轴角的在轨标定,具有重要意义。     

一种改进的QPSK调制方式

针对QPSK调制方式的旁瓣衰减过慢,提出一种改进的QPSK调制方式,即M-QPSK.这种调制方案在不降低误码率的前提下,大约使旁瓣衰减降低了8dB左右,而且算法理论较简单,可实现性较强.本文给出了这种调制方式的理论基础以及各种仿真结果.     

一种改进的调制分类器设计方案

通过比较几种常用调制分类器的优缺点,提出了一种新的调制分类器设计方案.它采用高效稳健的遗传算法,先筛选出一高质量的最小特征子集,再对RBF神经网络的隐层节点中心值进行进化优选.仿真结果证实了该方法的优越性.此外,还对调制分类器用于移动数字电视的研究方向提出了建议.     

工业用光学镜头调制传递函数快速检测系统

调制传递函数(MTF)是评价光学系统成像质量的重要指标。根据光学传递函数测量的理论基础,以狭缝、刀口作为目标物,搭建了一套适用于工业用光学镜头的调制传递函数(MTF)测量、成本低、结构简单、精度高、稳定性好的测量光路,并根据光路特点编译了相关测量软件。测量软件根据自动聚焦的基本原理进行了自动调焦的开发,在兼顾效率和精度的前提下,分别采用爬山法和传统方法作为粗调焦和细调焦的调焦搜索算法,并根据不同物镜的成像特点采取不同聚焦函数进行聚焦判定。通过实验显示,该MTF快速检测系统具有良好的稳定性。