基本介紹
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書重點描述用調製傳遞函式(MTF)評價多種光電器件及成像系統性能的理論,並對NIIRS 方法作了詳細介紹。全書共分21 章,內容包括紅外熱成像系統的運行、輻射度學、MTF 理論、採樣理論、通用模組系統、光電多路傳輸系統、電子多路傳輸系統、凝視陣列系統、線性掃瞄器、二維MTF、分辨力、像質、數據採樣系統、大氣透過率、大氣MTF、目標特徵圖、靈敏度和噪聲、系統性能模型、目標識別、距離預測等。本書可作為光電專業大學高年級本科生及研究生的教材;也可供相關領域研究人員及工程技術人員參考。
圖書目錄
第1 章引言 1
1. 1成像系統相關術語 2
1. 2系統模型構建 3
1. 3靈敏度和解析度的極限 5
1. 4紅外成像系統 6
1. 5紅外成像系統的模型構建 8
1. 6模型的輸入信號 8
參考文獻 9
第2 章紅外熱成像系統的運行 11
2. 1光學部件 12
2. 2掃瞄器 13
2. 3探測器和冷卻器 15
2. 3. 1探測器分類 16
2. 3. 2特定(專用)探測器 17
2. 3. 3探測器的工作 17
2. 4特殊系統 19
2. 4. 1線陣掃瞄器 19
2. 4. 2公共模組系統 19
2. 4. 3電光倍增系統 22
2. 4. 4電子多路傳輸系統 22
2. 4. 5第二代掃描系統 23
2. 4. 6凝視陣列系統 24
2. 5系統放大率 25
參考文獻 25
第3 章輻射度學 26
3. 1輻射傳輸 26
3. 1. 1普朗克黑體公式 27
3. 1. 2擴展源 28
3. 1. 3點源 31
3. 2溫度差駐T 概念 35
3. 3光度學 36
3. 4歸一化 36
參考文獻 38
第4 章調製傳遞函式(MTF)理論 40
4. 1MTF 定義 41
4. 2線性濾波理論 42
4. 2. 1線性系統的光電系統 42
4. 2. 2級聯MTFs 43
4. 3疊加在光學系統中的套用 44
4. 4相移 45
參考文獻 46
第5 章採樣理論 47
5. 1採樣理論 48
5. 2混淆 49
5. 3採樣器 50
5. 3. 1探測器作為採樣器 50
5. 3. 2空間採樣 51
5. 3. 3A/ D 轉換器 53
5. 4微掃描 54
5. 5抗混淆濾波器 55
參考文獻 56
第6 章通用模組系統 57
6. 1光學傳遞函式OTF 58
6. 1. 1衍射受限OTF 58
6. 1. 2中央遮擋 60
6. 1. 3像差 61
6. 1. 4散焦光學 62
6. 1. 5高斯近似 63
6. 2探測器 63
6. 3運動 64
6. 3. 1線性運動 65
6. 3. 2正弦運動 66
6. 3. 3隨機運動(抖動) 67
6. 3. 4非線性掃描鏡的運動 69
6. 3. 5低頻運動 69
6. 4電子系統的MTF 69
6. 4. 1電子頻率向空間頻率轉換 69
6. 4. 2探測器時間常數 73
6. 4. 3放大器 73
6. 4. 4電子濾波器 73
6. 5發光二極體 75
6. 6視覺光學 75
6. 7眼回響 75
6. 7. 1人眼空間頻率向空間頻率的轉換 76
6. 7. 2人眼MTF 76
6. 7. 3人眼對比度閾值函式(CTF) 79
6. 8系統設計實例:隨機運動 80
6. 9中心極限定理 81
參考文獻 81
第7 章光電多路傳輸系統 84
7. 1攝像機 84
7. 1. 1轉換:從攝像機(掃描)線到空間頻率 84
7. 1. 2攝像機的調製傳遞函式 85
7. 2視頻放大器和濾波器 85
7. 2. 1轉換:攝像機頻率到空間頻率 86
7. 2. 2輔助放大器線路 86
7. 2. 3視頻放大器 87
7. 3顯示器 87
7. 4系統設計實例 88
參考文獻 89
第8 章電子多路傳輸系統 90
8. 1移動 91
8. 2探測器 92
8. 2. 1時間延遲和積分(TDI) 92
8. 2. 2SPRITE 探測器 93
8. 2. 3非冷卻探測器 94
8. 3轉換:從取樣頻率到空間頻率 95
8. 4轉換: 視頻取樣頻率到空間頻率 95
8. 5圖像重建 96
8. 5. 1取樣保持 96
8. 5. 2後重建濾波器 96
參考文獻 98
第9 章凝視陣列系統 100
9. 1運動 101
9. 2探測器陣列 101
9. 3微掃描 102
參考文獻 104
第10 章線性掃瞄器 105
10. 1矩形孔 107
10. 1. 1衍射極限OTF 107
10. 1. 2離焦OTF 108
10. 1. 3地面覆蓋率 110
10. 2掃瞄器 110
10. 3運動 111
10. 4電子裝置的MTF 111
10. 5AN/ ADD -5 CRT MTF 111
10. 6AN/ ADD -5 的膠片 112
10. 6. 1轉換:膠片影響到空間頻率 112
10. 6. 2膠片MTF 112
參考文獻 112
第11 章二維MTF 114
11. 1子系統二維OTF 114
11. 2垂直採樣速率 117
11. 3系統豎向MTF 119
11. 4插入和數字濾波器 120
參考文獻 120
第12 章分辨力 121
12.1模擬度量標準 122
12. 2數據採樣系統 124
12. 3超分辨力 126
12. 4基於分辨力的系統設計 127
12. 5Shade 的等價分辨力 129
12. 5. 1模擬系統 129
12. 5. 2數據採樣系統 132
12. 6分辨力對可觀察細節 133
參考文獻 134
第13 章像質 136
13. 1MTF 136
13. 2等價通頻寬度 137
13. 3感觀分辨力 138
13. 4主觀質量因子(SQF) 139
13. 5MTFA 140
13. 6平方根積分 140
13. 7瞄準作業性能 141
參考文獻 141
第14 章SA 數據採樣系統 143
14. 1Z -變換 143
14. 2數字濾波器 144
14. 3內插法 147
14. 3. 1像元內插法 147
14. 3. 2線—線插入法 148
14. 3. 3變焦 149
14. 4噪聲衰減算法 150
14. 4. 1遞歸濾波器 150
14. 4. 2中值濾波器 152
14. 4. 3幀累加 152
14. 5圖像恢復 152
14. 6採樣—場景調相 154
14. 7單位閉鎖採樣數 155
14. 8靶上像素 156
14. 9非對稱採樣 158
14. 10偽回響 159
14. 11MTF 壓縮(NVTherm) 161
14. 12分辨周期壓縮(NVThermIP) 163
14. 13數據採樣系統中的噪聲 163
參考文獻 164
第15 章大氣透過率 167
15. 1大氣成分 168
15. 1. 1水蒸氣 169
15. 1. 2氣溶膠 170
15. 2能見度 172
15. 2. 1氣象學距離 172
15. 2. 2對比度透過率 173
15. 3LOWTRAN, MODTRAN 和HITRAN 173
15. 4譜平均大氣透過率 175
15. 5天氣條件 176
15. 5. 1平均條件 177
15. 5. 2發生機率 177
15. 5. 3海軍模型 178
15. 5. 4地基系統及水平路徑 180
15. 5. 5陸基系統及斜程 181
15. 6MWIR 與LWIR 182
15. 7信噪比的最佳化 185
15. 8太陽閃爍 187
15. 9太陽光的散射 189
15. 10戰場遮蔽 189
參考文獻 189
第16 章大氣MTF 192
16.1Cn 2 193
16.2湍流的MTF 194
16.3氣溶膠MTF 197
參考文獻 198
第17 章目標特徵圖 200
17.1什麼是駐T 201
17.2面積加權駐T 202
17.3熱力學結構度量 203
17.4晝夜變化 204
17.4.1太陽光加熱 204
17.4.2駐T 累積機率 205
17.4.3環境修正 206
17.5運動目標 206
17.5.1燃料燃燒 206
17.5.2摩擦生熱 206
17.6目標特徵建模 206
17.7天空背景 207
17.8可見光區域的目標特徵 207
17.9目標對比度 208
17.10路徑輻射 209
17.10.1紅外路徑輻射 209
17.10.2可見光路徑輻射 209
參考文獻 211
第18 章靈敏度和噪聲 213
18.1掃描陣列(模擬系統) 214
18.1.1噪聲等價頻寬 214
18.1.2光子噪聲 215
18.1.3JOHNSON 噪聲 215
18.1.4放大器噪聲 216
18.2凝視陣列 216
18.2.1光子噪聲 216
18.2.2暗電流 216
18.2.3固定型噪聲 217
18.2.4多路調製器噪聲 218
18.3探測器回響度 218
18.3.1經典半導體器件 218
18.3.2新型半導體器件 219
18.3.3熱探測器 219
18.4比探測率 219
18.4.1BLIP 220
18.4.2JOHNSON 噪聲受限 220
18.4.3D*BB向D*P 的轉換 221
18.4.4D*
300 221
18.5真實系統 222
18.6系統SNR 224
18.6.1掃描系統 224
18.6.2凝視系統 224
18.7NEDT 225
18.7.1掃描系統 226
18.7.2凝視系統 226
18.7.3背景溫度 227
18.7.4升壓 228
18.7.5大氣透過率 228
18.8MWIR 與LWIR 229
18.9NEI 230
參考文獻 231
第19 章系統性能模型 234
19.1三維噪聲模型 236
19.2FLIR92 238
19.2.1FLIR92 模型 239
19.2.2SNRth與te 241
19.2.3頭部運動 242
19.2.4“嵌入式冶1975 NVL 模型 243
19.2.5掃描系統(默認值) 243
19.2.6凝視系統(默認值) 244
19.2.7不均勻性與滓VH / 滓TVH對比 244
19.2.8二維MRT 245
19.3NVTherm 246
19.4NVThermIP 249
19.5TRM3 250
19.6三角方向辨別: TOD 250
19.7模型比較 251
19.8STADIUM FLIR 251
19.9最小可分辨對比度 252
參考文獻 253
第20 章目標識別 256
20. 1一維目標搜尋 257
20. 1. 1JOHNSON 判據 257
20. 1. 2擴展識別法 258
20. 1. 3目標傳遞機率函式 260
20. 1. 4雜物干擾 262
20. 1. 5中等縱橫比目標 263
20. 2二維識別 264
20. 2. 1像元與周期 264
20. 2. 2目標上的像元數 265
20. 2. 3識別要求 266
20. 2. 4二維TTPF 268
20. 3熱點物探測 269
20. 4瞄準工作特性 269
參考文獻 272
第21 章距離預測 275
21. 1距離預測方法 276
21. 1. 1大氣透過率 276
21. 1. 2大氣湍流 277
21. 1. 3ACQUIRE 277
21. 1. 4距離性能機率 277
21. 1. 5採樣效應 279
21. 2兩個視場 279
21. 3分辨力與靈敏度 280
21. 4視線穩定 281
21. 5目標大小 281
21. 6電子變焦 282
21. 7STADIUM FLIR 282
21. 8MWIR 對LWIR 系統 282
21. 9實際目標 284
21. 10NVThermIP 284
21. 11搜尋 285
21. 12NIIRS 286
參考文獻 290
附錄 292
中英文索引 294
