Design method of resolution test system for portable low-level-light night-vision device北大核心CSCD

微光夜视仪是信息化战争夜战中必备的一种仪器,广泛应用于夜视单兵侦察、枪瞄、车载、机载等作战领域。分辨力是衡量微光夜视仪探测能力的重要参数,是反映其综合性能的关键指标之一。为了解决现场使用、保养和维修等全寿命周期的各个环节中微光夜视仪的性能保障难题,研制了便携式微光夜视仪分辨力测试系统,主要组成部分包括光源组件、供电电池、靶标转轮、成像物镜、照度计、电池电压测量反馈模块、适配器和触摸显示屏等,实现了对微光夜视仪分辨力的测试,可在现场替代实验室测试系统,弥补其体积大、不便携带等缺陷。     

三代微光像增强器分辨力自动测量系统

传统的像增强器分辨力测量通常采用目视观察法,但目视法受人的主观因素影响,测量准确度不高。为改善目视观察法带来的弊端,设计了三代微光像增强器分辨力自动测量系统。系统中选用了科学级制冷型CCD与计算机构成观测系统,采集微光像增强器荧光屏上的分辨力靶图像通过计算机进行图像处理和软件分析计算,得出三代微光像增强器分辨力,并与人眼观测结果进行比较。     

基于机器视觉的微光夜视仪整机检测系统设计

设计并研制了微光夜视仪整机检测系统,采用CCD器件作为被检仪器输出图像的探测接收器,可在微光夜视仪完整状态下对像增强器进行检测。提出微光夜视仪整机状态下像增强器性能的检测参数,并分析了其检测原理与综合测试方法。通过对检测仪的伸缩式结构、光学系统、CCD选型和检测软件算法等部分进行设计,实现了一台检测仪能够对视场中心分辨力、亮度增益、视场亮度均匀性及视场亮度稳定性等多个性能参量的测试。试验结果表明,检测系统的测试误差在3%以内。     

基于纹理显著性的微光图像目标检测

微光图像对比度较低,目标显著性不明显,目标自动探测难度大.针对此问题,本文提出一种噪声鲁棒性较好的图像局部纹理粗糙度算法,并给出一种适用于微光图像显著分析的纹理显著性算法.首先,提出一种新的局部纹理粗糙度算法,该算法利用最佳尺寸计算局部纹理粗糙度,对纹理图像进行加噪实验,与基于局部分形维的粗糙度方法相比,本文局部纹理粗糙度算法表现出较好的噪声鲁棒性;其次,在提取图像粗糙度特征图的基础上,给出一种针对纹理的显著性度量算法;最后,将纹理显著性算法应用于微光图像目标检测,实验结果证明了该算法的有效性.     

微光和红外融合装备分辨力测试方法研究

在对微光装备分辨力测试和红外装备MRTD测试系统进行分析的基础上,提出了微光和红外融合装备的分辨力测试方案,利用现有的红外MRTD测试系统,通过改造光源、光源的入射光路和靶板,建立了微光与红外融合图像的图像分辨力测试系统,并对该方案进行了分析。分析结果表明,改造后的测试系统同时实现对红外的反射和对微光的透射,对红外温差的测量精度接近0.01 K,对微光照度的测试精度可以达到1 lx, 对融合图像分辨力的测试满足1/62≈0.891的倍数递减要求。     

微光夜视仪的放大率公式

<正> 系统放大率是衡量微光夜视仪整机性能的主要技术指标之一。以往微光夜视仪的系统放大率一般用下式来计算     

头盔式单目微光夜视仪中光学系统的设计

为提高头盔式单目微光夜视仪中光学系统的成像质量，并满足夜视仪结构紧凑、质量小的指标要求，提出在微光夜视仪光学系统设计中引入高次项非球面透镜的设计方法。针对具体的头盔式微光夜视仪，根据微光物镜、目镜系统技术参数计算理论，确定该微光夜视仪光学系统的技术参数，应用光学设计软件ZEMX上机调试，并在光学系统设计中引入高次非球面透镜，使物镜系统镜片数由原来的9片减少为6片，目镜系统由原来的9片减少为7片，简化了结构，并提高了成像质量。设计结果表明：在头盔式微光夜视系统中采用非球面透镜可以提高系统成像质量，简化系统结构。     

机载微光夜视仪的研究

分析国外微光夜视你的研究现状和影响生光夜视仪性能的主要因素,论述机载微光夜视仪的基本结构形式,确定机载微光夜视仪的基本参数,并对机载微光夜仪的进一步研究作了初步分析。     

三代微光像增强器分辨力计算理论模型

分辨力和传递函数MTF是微光像增强器的2个重要参数。长期以来，人们对于三代微光像增强器阴极发出的电子初能量分布没有统一的认识，从而没有一个公认的分辨力和MTF计算模型。通过理论分析和假设，给出一定条件下一个分辨力计算模型。把实际测得的第一近贴距、第二近贴距、阴极电压和荧光屏电压等数值代入分辨力计算模型中，可以得到分辨力理论值。经与实际测量值进行比对，发现二者偏差值在12.3%以内，此理论模型基本符合实际需求。该分析方法和所得结果有一定实用价值，可作为设计三代微光像增强器的技术参考。     

三代微光像增强器亮度增益测量装置

 微光像增强器是微光夜视仪的核心器件,它是微光夜视整机性能和价格的决定因素。微光像增强器是在微弱的光线下工作的 ,因此必然是光能放大器。亮度增益是评价微光像增强器光电性能的一个重要参数,它直接影响了微光整机的性能,因此,对像增强器的亮度增益测试技术的研究具有重要意义。文中介绍了三代微光像增强器的亮度增益测量原理和装置,并对测量结果进行了不确定度评定。     

激光夜视仪光电主要参数的设计与分析

着重分析微光夜视仪的心脏元件──微光管的合理匹配，并对其光学系统主要参数设计原则与方法作了扼要论述。最后根据人眼视觉特性，结合光电有关参数，对夜视视见能力作了理论分析。     

折/衍混合微光夜视头盔显示器光学系统设计

设计了穿透式双通道单目微光夜视头盔的光学系统。其中微光物镜视场角为± 14°,f数为 1.4 ,含有一个衍射面。设计结果可兼容输入面尺寸为18mm ,面型为平面的二代和三代微光像增强器 ;最大畸变小于 0 .5 % ,可用于夜间精确瞄准与测量。考虑黑暗环境使用的安全问题 ,显示系统采用穿透式双通道单目光学系统 ,实现内部图像和外部真实世界的同时观察。显示系统的特性参量为 :出瞳尺寸为 15mm (H)× 10mm (V)、视场为[± 14°(H) ]× [± 10° (V) ]、出瞳距离为 2 5mm。采用全息组合器大大提高能量利用率。设计结果系统角分辨力为0 .6mrad ,最大畸变为 3%。显示系统结构紧凑 ,可与输出面尺寸为18mm的图像源相连。     

直视型微光夜视系统最小可分辨对比度模型

从信号检测和人眼视觉角度出发,研究了直视微光夜视系统综合性能评估理论,推导出直视型微光成像系统的MRC（最小可分辨对比度）模型。该模型将光学传递特性与系统信噪比结合,建立了系统直视微光夜视MRC与目标特性、直视微光夜视仪以及人眼各部分参数之间的数学关系。验证结果表明,由该模型得到的系统极限分辨率相较于系统实际测出的分辨率相对误差为3.08%。     

微光夜视仪分辨能力的计算与分析

本文根据微光夜视仪分辨率经改进了的通用公式,通过对系统中诸参数内在联系的分析,找出一种根据目标在夜天光条件下(景物有不同的对比度和亮度),利用“人工眼”(由微光物镜和像增强器组成)的结构参数,求解系统中心分辨角(mrad)的新计算方法,作为视距估算的基础,同时对诸参数在其总体性能贡献方面作了初步的分析。列举国外某公司系列产品为例,计算结果表明,理论计算数据与实验结果基本上是吻合的,新的计算公式是切实可行的,具有一定的参考价值。     

三波段微光彩色夜视方法研究

为克服夜视设备产生单色图像的缺陷,得到更符合人眼视觉的彩色夜视图像。根据RGB理论模型以及滤光片的分谱作用原理,基于第二代像增强器设计出一种彩色夜视方案,通过测量滤光片的光谱透过率,得出滤光片对像增强器信噪比的影响;提出利用全波图像的四帧融合解决像增强器信噪比低的问题,并进行实验验证。实验结果显示室内和室外情况下四帧融合彩色图像熵和方差分别达到6.8、35.39及7.0、45.07,均优于三帧融合时对应值,说明提出的四帧融合方法能够克服信噪比降低的缺陷,得到清晰且信息量丰富的夜视图像。     

一种基于图像处理技术的视距估算方法

围绕视距估算，基于微光下的视觉探测方程和图像阈值对比度，利用图像处理技术和最小二乘数据拟合方法，提出了一种比较客观的夜视系统野外视距估算方法.为了验证该方法的有效性，针对六种夜视系统，分别进行了野外比较试验.试验结果表明：该方法有效地提高了微光夜视仪的视距检测速度，具有较高的估算准确度和很好的实用性.因此，该方法对于夜视系统性能分析具有科学的指导意义.     

CCD摄像机TDI模式及实时显示技术研究

叙述了CCD摄像机作为微光夜视探测的TDI(时间延迟积分 )特性及实时显示多帧累积后目标图像的技术 ,利用CCD摄像机的外触发控制系统和EPLD可编程逻辑器件实现图像的TDI累积。可获得当CCD靶面照度为 3 7×10 -5lx下静态目标达到 3 0 0TVlines分辨率的图像。给出标准的视频信号输出及实时显示。     

夜视像增强器(蓝光延伸与近红外延伸光阴极)的近期进展

２０世纪９０年代以来，夜视像增强器的研究主要朝着两个方向发展：一是研究对于探测、识别与确认沙漠地带或沙地景物有贡献的蓝光延伸（＜５５０ｎｍ）ＧａＡｓ负电子亲和势（ＮＥＡ）光阴极，光谱响应向短波长延伸，使光阴极灵敏度、光增益与鉴别率等性能大大优于标准三代管，从而形成“加强三代管”或所谓“四代管”，其探测性能较标准三代管高一倍；二是研究与夜天空辐射较为匹配、对１．０６μｍ激光有较高响应的光阴极，包括研究ＩｎＧａＡｓ、ＮＥＡ光阴极（１．０～１．３μｍ和１．５～２．０μｍ）和多碱光阴极（１．０～１．１μｍ）这三类近红外（ＮＩＲ）像管，可用于主被动夜视。本文综述了这几个方面的进展及其在夜视中的实际应用。