红外成像系统的综合特性6幻灯片
23页1、光电子技术学课件之十七:红外成像系统的综合特性 制作者:赣南师范学院物理与电子信息学院: 王形华 红外成像系统性能的综合量度指标空间分辨率、温度分辨率。空间分辨率调制传递函数(MTF)温度分辨率噪声等效温差(NETD)最小可分辨温差(MRTD)最小可探测温差(MDTD) 一、调制传递函数(MTF) 1. 基本概念红外成像系统可以看作是一个低通线性滤波器,给红外成像系统输入一个正弦信号 (即给出一个光强正弦分布的目标),输出 仍然是同一频率的正弦信号(即目标成的像 仍然是同一空间频率的正弦分布),只不过 像的对比有所降低,位相发生移动。 对比降低的程度和位相移动的大小是空间频 率的函数,被称为红外成像系统的对比(调制)传 递函数(MTF)和位相传递函数(PTF)。 这个函数的具体形式则完全由红外成像系统 的成像性能所决定,因此传递函数客观地反映 了成像系统的成像质量,红外成像系统存在一 个截止频率,对这个频率,正弦目标的像的对 比降低到0。目标经系统成像后一般都是能量减少,对 比降低和信息衰减。 通常所谓的分辩率,是将物体结构分解为线或点,这只是分解物体方法的一种。 另一种方法是将物体结
2、构分解为各种频率的谱,即认为物体是由各种不同的空间频率组 合而成的。这样红外成像系统的特性就表现为 它对各种物体结构频率的反应:透过特性、对 比变化和位相推移。 空间频率定义为周期量在单位空间上变化 的周期数。2. 红外成像过程中各个环节的调制传递函数 红外成像系统模型如前所述,根据线性滤波理论,对于由一系列具有一定频率特性 (空间的或时间的)的分系统所组成的红外 成像系统,只要逐个求出分系统的传递函数 ,其乘积就是整个系统的传递函数。 (1)光学系统的调制传递函数MTF0(2)探测器的MTFd(3)电子线路的MTFe(4) 显示器的MTFm(5)大气扰动的MTFom(6)人眼调制传递函数MTFeye 人眼能发现的能量起伏为0.05,即最大 能量为1,最低能量是0.95时也能发现,所以 人眼能接收感知的极限调制度为0.026,目视 仪器各个环节的传递函数值可以以此作为考 虑的出发点。 (7)系统的传递函数MTF红外成像系统总的传递函数为各分系统传递 函数的乘积: 二、噪声等效温差(NETD)1. NETD的定义用红外成像系统观察标准试验图案,当红 外成像系统输出端产生的峰值信号与均方根
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