CCD器件空间分辨率的实用性研究

理论研究了CCD的成像模型,鉴于CCD像元对输入信号的调制,特别是在奈奎斯特（Nyquist）频率附近出现的较严重的调制现象,模拟了CCD由于初始相位不同而得到的调制传递函数（MTF）的最大、最小及中值,并给出了取得最值时的输入信号初始相位信息。通过对分辨率板成像的方法,对CCD的空间分辨率进行了实验研究。结果显示,MTF最小值曲线5％值所对应的空间分辨率能够较准确地反映CCD的极限分辨率信息;CCD的空间极限分辨率的决定因素是CCD像元尺寸,其值略低于CCD的Nyquist频率。     

利用CCD测量双胶合透镜的调制传递函数

介绍了一种用CCD测量透镜MTF的实用方法。该方法采用一系列不同空间频率的矩形光栅作为目标板,对其像进行抽样处理,建立了像的归一化直方图和透镜MTF之间的关系。对同一双胶合透镜在不同空间频率下的MTF值进行了测量,所得结果与实际值基本吻合。同时,对影响透镜调制传递函数的因素进行了说明。     

鱼眼镜头的光学系统设计

鱼眼镜头是一种焦距极短但视角很大的镜头.紧凑型鱼眼镜头光学系统的工作波段在可见光范围内,全视场为172°,能很好地解决广角镜头的轴外像差和边缘像面照度问题.设计的鱼眼镜头光学系统具有结构简单、体积小、成像质量好的特点.系统总长80.9 mm,后工作距离为18.8 mm.所选像元尺寸为12μm×12μm,像素数为1 280×1 024时,CCD对应的空间分辨力为27.2 lp/mm,边缘视场的MTF值最小,优于0.60.设计结果较理想.     

用于微光摄像的高灵敏度电子轰击电荷耦器件

文章综述微光成像的电子轰击电荷耦合器件（EBCCD）的进展。EBCCD是将像管的荧光屏以对电子灵敏的背照明、减薄CCD代替,将电子图像直接转变为视频信号,其在所有光照等级下,特别是在极低微光下的调制传递函数（MTF）、分辨力、信噪比、余辉等均优于像增强器耦合CCD（ICCD）。文中较为详细地叙述了倒像式EBCCD设计与减薄工艺,给出各种类型倒像式EBCCD像管的技术参数,分析和比较了近贴式与倒像式EBCCD与ICCD的性能,指出了EBCCD在军用夜视技术与民用技术未来发展中的地位与重要性。     

长波红外变焦系统的设计与研究

文章基于一款专利US4148548A的初始结构,利用光学设计软件CODE V研究设计了一套结构简单的长波红外变焦系统。为简化结构、消除像差,系统增加了非球面设计,并从场曲、畸变以及调制传递函数(modulation transfer function,MTF)等方面对系统的像质进行评价。评价结果表明,系统在各个焦距时的畸变基本为0,场曲在允许的范围之内,MTF值在极限频率时达到了0.5以上。结合应用与实际生产,对系统MTF值进行了公差分析,得到MTF值在0.4以上的概率达到99%。     

竖井正方形地基固结度解答及其应用

推导考虑正方形影响区以及影响区边界透水性的竖井地基固结度解答式。在面积相同的情况下,不同形状的影响区(正方形、正六边形、圆形)的固结度计算结果存在一定的差别。用圆形形状代替正六边形形状产生较小的计算误差,而用圆形形状代替正方形形状则会产生较大的计算误差。在考虑时间离散以及孔压传递的因素的基础上,将竖井正方形固结解应用于对模袋系统固结度的估算,估算结果与有限元计算结果基本完全吻合,而与实际室内实验结果存在较小误差,但是在误差允许范围之内。通过几何参数分析,为设计人员改善系统排水条件、实现加快系统固结提供参考,通过物性参数分析,对模袋系统材料的选取提供依据。     

空基遥感图像的MTF试验研究

遥感卫星 CCD 相机的 MTF 是描述成像系统的空间频率响应特性的重要方法之一.在对MTF 算法的理论和实验研究基础上,分析多项式拟合边缘扩散函数的缺点,提出一种新的改进型函数代替多项式函数.通过对遥感图像中的人工地物和自然地物分别进行 MTF 计算,结果表明,改进的算法具有较好的精度.     

网点形状与平版印刷的关系

通过研究网点的作用和基本参数,以及网点形状与平版印刷的关系,对比了2种常用网点形状(正方形网点和圆形网点)的印刷特性,从而说明不同的网点形状会产生不同的复制效果。     

CCD成象器件的输出波形与频谱分析

本文把理想CCD的输出波形看作一矩形脉冲与一无穷δ脉冲序列的卷积,推导出的光积分调制传递函数MTF_i表达式,比现有文献报导的多一项sinc(fc)因子.文中运用付氏变换的方法对有限元CCD的输出波形进行频谱分析,指出在大多数情况下,理论上不能再用MTF来描述其性能;还分析了输入信号初相角φ对输出的影响.     

谈数学“研究性学习”的若干实施原则

我们经常见到如图1和图2那样图案的地面,它们分别是全用正方形和全用正六边形形状的材料铺成的,这样形状的材料能铺成平整、无空隙的地面.现在问:(1)像上面那样铺地面,能否全用正五边形的材料,为什么?(2)你能不能另外想出一个用一种多边形(不一定是正多边形)的材料铺地面的方案?把你的想法画成草图:(3)请你再画出-个用两种不同的正多边形材料铺地的草图.     

亚像元定位技术在二维动态测角系统中的应用

对于面阵CCD/CMOS测角系统,如何在有限像元阵列的条件下同时实现宽视场、高精度测量是该测量方案面临的一大难题。本文提出了采用光能积分重心算法实现亚像元定位精度以缓解测量视场与测量精度的矛盾,通过理论分析与实验验证表明,当有效像元尺寸大于20个像元时,在光源稳定条件下可实现1/20像元位置定位精度。当然,该精度只是测量系统对包含角度信息的位置参量的定位精度,对于二维动态测角系统而言,角度参量测量实际可以达到的精度依赖于位置-角度逆运算函数。     

基于一种图像恢复技术的光谱CCD图像宇宙线剔除算法

提出一种单幅光谱CCD图像宇宙线剔除方法.即先采用一种改进的中值滤波器找到可能被宇宙线污染的像素点作为噪声候选点;然后采用一种边缘保持算法——TV inpainting恢复被噪声污染的像素点值.模拟实验结果表明,该方法能够很好地剔除宇宙线,同时恢复被宇宙线污染像素点的流量值.     

一种高精度CCD测试系统的非均匀性校正方法

针对高精度光电耦合器件(CCD)测试系统中像素的非均匀性给测试结果带来较大误差的问题,根据引起图像像素非均匀性噪声的特性,建立了对应的图像模型.采用自适应阈值分割算法将图像二值化分离出有效使用像素,并提出了一种采用两点线性方法对非均匀性像素进行校正的算法.仿真实验采用高速面阵CCD采集由激光器发射的圆形光斑图像,并通过计算图像光斑的中心坐标进行了验证.结果表明,该算法能够将图像的复杂背景与光斑分离,可校正其像素的非均匀性,稳定光斑的像素灰度值.在相同条件下连续采集图像,图像光斑的中心坐标稳定.     

WGD-8A型多功能光栅光谱仪与分辨本领分析

以CCD为探测器,着重讨论和分析了测量系统中光谱仪的狭缝宽度、光栅参数和CCD像素尺寸对系统分辨本领的影响。通过测量低压汞灯的特征光谱,分析不同狭缝宽度对光谱分辨本领的影响。得到以下结论：测量系统分辨本领由狭缝、光栅和CCD三者中分辨本领最低的环节确定;系统的最高分辨本领由光栅或CCD像素尺度决定;系统达到最高分辨本领时可能存在一个最小狭缝宽度。     

TDI CCD在面阵成像三维激光雷达中的应用

为了提高双通道增益调制型面阵成像三维激光雷达系统的测距精度，从系统结构的紧凑性方面考虑，基于TDI CCD能够利用驱动电路对同一点多级曝光信息进行累积的工作原理，提出了使用TDI CCD代替传统的CCD作为光脉冲探测器。根据该三维激光雷达测距原理，导出了成像系统测距公式和距离精度公式。研究了TDI CCD的级数和速度失配绝对误差对测距精度以及调制传递函数（MTF）的影响。分析结果表明:该方法不仅能使测距精度提高到原来的〖KF(〗M〖KF)〗倍，同时能舍弃额外的运动补偿装置，进行精确的前向运动补偿。     

基于区域直方图统计的灰度图像色彩传递方法

应用直方图统计法描述图像的区域纹理,提出基于区域直方图纹理描述的灰度图像色彩传递处理方法.为待彩色化处理的灰度图像选定适当的参考图像,并在去相关的对立色空间对两幅图像的亮度通道作线性变换.用直方图统计法描述的像素邻域纹理特征进行图像间的像素匹配,将匹配性最佳的参考图像像素的颜色值传递给相应灰度图像像素的颜色通道,将色彩传递结果图像转换回RGB空间显示.实验结果表明:该方法能够提高像素匹配的准确性,获得色彩自然感优于常规色彩传递方法的彩色化图像;该方法运算量较小,便于实际应用.     

Display technique based on surface plasmon resonant effect

In a surface plasmon resonant （SPR） configuration, real part in refraction coefficient of modulation layer material is monotonic with resonant wave length, while imaginary part is monotonic with resonant magnitude. Based on the fact above, a new type of display is proposed and designed. Firstly, a display pixel with either controllable color or controllable brightness is discussed, and then a display pixel with both controllable color and brightness is proposed in detail. At last, an SPR display with 8×8 pixels is developed and simulated. The results show that color and brightness of each display pixel in an SPR display can be tuned directly, with no need of synthesizing three basic colors, traditionally. Moreover, the display has many merits, such as high color resolution, high contrast, high brightness, fast response, etc. Yet practical usage of SPR display demands deeper study on properties of modulation layer material and fabrication techniques.     

Sub-pixel edge location algorithm for bilevel images

Accurate edge localization of bilevel images is of primary importance in barcode decoding. In the sub-pixel edge location algorithm for bilevel images, the bilevel image (barcode) imaging process is modeled as a square wave convoluted with a Gaussian kernel and then sampled discretely by pixel arrays. Based on the gray levels of the pixels, assumed sub-pixel edge locations are set and adjusted so that the discrepancy of the theoretical gray level of pixels and the actual gray level of pixels reaches the minimum and then the best approximation of the actual sub-pixel edges of the bilevel image is obtained. Examples are presented to illustrate the techniques of the algorithm which can solve the problems of edge location or signal recovery of bilevel images in the case of the two features: one is that the support of the Gaussian kernel is comparable to the distance of the adjacent edges; the other is that the distance between the adjacent edges is comparable to the distance of the adjacent pixels.     

基于汉明码与从属像素补偿的半色调图像信息隐藏

提出了一种以半色调图像为载体的基于汉明码与从属像素补偿的信息隐藏方法. 将载体半色调图像像素分为主像素和从属像素, 主像素用来承载秘密信息, 从属像素作为主像素的补偿位, 通过从属像素的修改来避免隐写图像视觉效果下降. 与此同时, 主、从像素一一对应的配对方式简化了从属像素的选择, 提高了图像像素的利用率.在信息嵌入的过程中引入汉明码, 既提高了嵌入率, 又降低了原始像素的修改比例. 通过实验对比分析可以看出, 本方法在嵌入率和隐写图像的视觉效果上均超过了已有的半色调图像隐写方法.     

面向缺失像素图像集的修正拉普拉斯特征映射算法

针对缺失像素图像集,提出修正的拉普拉斯特征映射算法.该算法将缺失像素图像集看成向量集,利用向量之间的余弦相似度衡量缺失像素图像之间的距离,提出一种新的权值构造函数,并在多组标准测试数据集上进行实验.结果表明:修正的拉普拉斯特征映射算法可以很好地挖掘缺失像素图像数据集的内在流形结构,减弱缺失像素带来的不良影响.