大视场下瞳孔图像的自动聚焦算法

由于视线追踪系统对捕获的瞳孔图像的质量要求很高，而这对瞳孔的精确聚焦又非常重要，为此，首次提出了一种在大视场及光圈、焦距未确定条件下的自动聚焦算法．依据图像灰度信息控制光圈，依据图像中光斑信息调整焦距并实现眼睛定位，使用FSWM算子实现自动聚焦．系统能够在不同光强条件及大小视场情况下实现自动聚焦．实验表明，在不同光照条件及用户不同使用位置的情况下，通过自适应调节，可获得清晰的瞳孔图像．     

摄影教学中景深及其影响因素的分析

从摄影教学中镜头的成像规律着手，通过推导景深的数学表达式，分析了景深与光圈、焦距、拍摄距离及弥散圈直径的关系，拟澄清学生对影响景深的因素的模糊认识。     

示波器的电聚焦与聚焦调节原理理论分析

根据单光阑静电透镜的会聚原理,应用静电场的高斯定理,求解出在近轴条件下单光阑薄静电透镜的焦距表示式,对示波器的电聚焦和聚焦调节原理作出理论上的分析．     

最大景深的设定方法

本文叙述了在镜头焦距、光圈系数一定的条件下,如何设定物距,以使景深最大的简捷新方法。     

薄透镜焦距测定中共轴调节方法研究

结合二次成像法透镜焦距测定实验，研究总结出两种共轴调节方法，其特点是操作的指导思想明确，方法简单方便，可迅速准确的达到共轴调节目的     

基于合成孔径聚焦的超声SH导波成像检测

超声水平剪切(shear horizontal,SH)导波成像检测旨在解决平板检测中检测距离增加时分辨力降低的问题。该文运用合成孔径聚焦原理,构建了16通道超声SH导波成像检测实验系统,通过分析阵列信号时频域特征揭示了声波与缺陷间相互作用的规律,对SH导波合成孔径聚焦成像算法进行了讨论,阐明了导波阵列信号时空域信息合成在聚焦成像中的应用。研究结果表明:合成孔径聚焦可用于超声SH导波成像检测,所成图像能够表征钢板中检测距离2 m以上、尺寸当量大于5 mm的缺陷信息,为深入开展工业在役大尺度结构板材的缺陷成像检测和结构健康监测提供了基础。     

最大景深的设定方法

本叙述了在镜头焦距、光圈系数一定的条件下，如何设定物距，以使景深最大的简捷新方法。     

基于弧形阵列的板中超声导波成像检测

弧形阵列对其所在圆弧中心的重点区域进行超声导波成像检测,具有比直线阵列成像更高的横向分辨率。该文介绍了板中超声导波弧形阵列成像检测实验系统构成,详细分析了弧形阵列聚焦图像的椭圆簇轨迹特征,结合合成孔径聚焦讨论了其成像原理。该椭圆簇轨迹特征可用以分析、解释、改进图像的横向分辨率。成像实验表明:基于椭圆簇轨迹特征的合成孔径聚焦原理可用于弧形阵列成像检测,适当减小成像采样步距可使图像灰度更加平滑,成像采样距离为导波波长的1/3时成像效果最好;在圆心角小于散射点的声波散射开角时,增大阵元间距和弧形阵列圆心角可显著提高图像横向分辨率。该研究有助于将弧形阵列超声导波成像技术应用于大尺度板结构无损检测。     

显微镜的目镜与物镜互易问题讨论

通过对显微镜物镜与目镜成像的光路图分析,讨论了物镜、目镜的焦距与所成像之间的关系等问题.为了能有更好的实验教学效果,在两只凸透镜焦距已选定的条件下,目镜应选择焦距短者,而物镜应选择焦距长者.     

航空相机焦距CCD精密测量系统

针对传统焦距测量方法误差较大(0.24%)的问题,提出了一种测量航空大孔径相机焦距系统,论述了系统的测试原理和组成.该系统采用长焦距平行光管和面阵CCD(Charge Coupled Devices)摄像头接收图像,利用动态扫描和灰度质心法,有效地测量最佳图像位置和尺寸,使CCD上的图像分辨率达到光敏元尺寸的1/10,焦距的测量精度达到了0.1%,从根本上克服了传统测量方法的误差.与传统方法相比,实现了航空相机镜头焦距的实时在线精确测量和实际成像面位置是否正确的精确判断.     

共焦法在不同环境对定焦间距精度的影响

大口径长焦距光学元件的测量一直没有好的解决办法,现利用激光共焦组合焦距测量原理对光学元件进行测量。由于焦点之间的间距值误差传递系数最高,所以要对定焦间距进行准确定焦。对包括被测超长焦距的透镜和未包括超长焦距透镜的激光共焦系统进行两次精确定焦,通过测量两定焦焦点位置之间的距离来获得定焦间距;并在不同的环境下反复测量,以观察环境对于测量精度的影响。通过测量结果可以知道,利用有机玻璃框隔离时测量精度更高,标准差可以达到0.005 4。     

中等视场大相对孔径水下两档变焦光学系统

研究了水下两档变焦光学系统的设计方法并给出了具体设计实例。采用轴向移动变焦方式,变焦过程中相对孔径保持不变,相对孔径为1/1.4,系统变焦比为2,在水下的宽视场角为60,°有效焦距3.6 mm,用于大范围内搜索目标;窄视场角为20°,有效焦距7.2 mm,用于对目标进行具体分析。在空间42 lp/mm处的宽视场和窄视场的光学传递函数值均大于0.4,成像质量较好。既满足了水下成像对大相对孔径和较大视场的要求,又能够在大范围内搜索目标,小范围内对具体目标进行分析,满足实际应用的需要。     

Optimum Combined Lenses for Confocal Biochip Scanning System

IntroductionLaboratory-on-a-chip technology[1 5] has gainedinterest in recent years,and consists of threeclassic steps:sample preparation,biochemicalreaction,and detection analysis.Many researchgroups have used small biochips to studypolymerase chain reaction (PCR) amplification[1 ] ,DNA sequencing[2 ] ,ligase chain reaction(LCR) [3] ,dielectrophoresis of cell separation,andcapillary electrophoresis[4 ,5] .Some importantbiochip detection systems[6 8] have been developed,such as the dual-la…     

Schmidt和Angel结构的龙虾眼X射线成像系统性能对比研究

Schmidt型和Angel型的X射线成像系统通过仿生龙虾眼睛微通道结构实现全反射聚焦成像,相比传统的X射线成像方式,具有大视场、高空间分辨率和能量获取能力。研究两个龙虾眼基础结构模型,根据X射线掠入射反射理论,分析对比了Angel和Schmidt结构光线入射焦面时的分布和空间分辨率,并用tracepro软件建立模型仿真验证了两种结构龙虾眼在聚焦和成像时的接收光/发射光、最大值/十字臂、最大值/本底、十字臂/本底多个性能参数。理论分析和仿真结果表明,当龙虾眼透镜焦距较长和通道长宽比大约为50时,由于多次反射时的聚焦及成像,Schmidt模型比Angel模型的信噪比等主要参数高,空间分辨率低;当龙虾眼透镜焦距较短和通道长宽比大约为10时,由于单次反射时的聚焦及成像,Schmidt模型比Angel模型的信噪比等主要参数低,空间分辨率几乎一样。     

光学窗口后向回波能量模型及特性研究

基于光学窗口后向回波的能量特性进行猫眼效应回波探测系统设计,利用Collins公式建立了光学窗口后向回波的能量模型,通过数值计算研究了后向回波能量的空间传输、空间分布、探测系统接收回波能量等特性,利用搭建的实验装置对模型进行了验证. 结果表明,后向回波能量特性与光学系统的焦距、离焦量、孔径以及入射角密切相关,解决了几何光学方法无法分析能量空间分布的问题;随着入射角的增大,回波光束形心相对激光发射中心会存在一定的偏差量;通过实验验证了在光学窗口视场范围内,入射角对于回波能量空间分布几乎没有影响.      

超声成像系统的动态孔径控制方法

动态孔径控制技术是超声成像系统的一个重要环节,良好的动态孔径控制技术能够有效地改善图像质量.在深入分析超声信号的合成波束分布规律的基础上,提出一种能够消除聚焦波束扫描死区的动态孔径控制方法.该方法根据探头阵元数对探测区域进行均匀的区域分割,计算得到完全覆盖相邻两条扫描线之间区域的聚焦波束在该深度下所需的波束宽度,再根据不同探测深度的波束宽度反推该深度下所需的孔径大小.该方法不受探头参数特性改变,以及探测对象变化的影响,在超声成像系统具有普遍适用性.仿真成像表明:采用该动态孔径控制方法能够有效提高超声图像的整体质量.     

毫米波焦平面阵列成像系统特性分析

近年来,随着单片毫米波集成电路（ＭＭＩＣ）技术的迅速发展,焦平面阵列接收机开始在被动毫米波成像系统中应用。该文介绍典型的毫米波焦平面阵列接收机,并进一步分析混频式和直接检波式辐射计接收机特性。混频式接收机的中频放大比较容易实现,而直接检波式辐射计具有更好的灵敏度。同时详细讨论焦平面阵列成像系统的信噪比特性。该文的分析结果有利于毫米波焦平面阵列成像系统的设计及其性能评估。     

Enhanced detection in the aperture of focal attention during simple discrimination tasks

There is increasing evidence that it is possible to shift an aperture of focal attention to a position in visual space independent of fixation and that this can be done much faster than the eyes are able to move. Recently, we showed that such serial scrutiny by the aperture of focal attention is required before an observer is able to tell what a target is (for example, to know whether the orientation of a line segment is horizontal or vertical). Here we considered whether attention directed towards a specific position in the visual field for an orientation discrimination task improves performance on a simple detection task in the area to which attention is directed. We found that a small test flash could be detected when it was positioned near a peripheral line target presented briefly, if the orientation of the target had to be identified. The test flash could not be detected when presented at some distance from the same target or when another target had to be identified. This enhancement implies that even simple identification tasks such as orientation discrimination are not performed passively by the visual system.     

合成孔径雷达定点CS算法量化噪声分析

为了实现星载合成孔径雷达(synthetic apertureradar,SAR)成像处理器小型化和实时信号处理,该文重点研究定点运算和有限字长存储引入的量化噪声。根据chirpscaling (CS)成像算法,建立了CS算法定点运算的量化误差模型,分析了处理流程中的量化噪声,推导了系统输出噪信比与系统字长、FFT长度等参数之间的关系。采用不同系统字长对Radarsat-I数据成像,图像质量分析与所述理论一致,结果表明:通过计算处理流程的噪信比,可实现定点SAR成像处理器系统字长等关键参数的设计。