紫外像增强器信噪比与MCP电压的关系

 日盲型紫外像增强器在空间光学探测、环境监测、战略国防等方面上具有非常广阔的应用前景,参照微光像增强器信噪比测试原理,设计了紫外像增强器信噪比测试系统,并给出其测试条件,利用研制的信噪比测试仪研究了微通道板两端电压对日盲型紫外像增强器信噪比的影响,测量了其关系曲线。结果表明,在小于850 V区域内,紫外像增强器的输出信噪比随着MCP两端电压的增大而增大;当超过850 V时,MCP两端电压增大,紫外像增强器的输出信噪比基本维持不变。     

微光像增强器噪声功率谱测试研究

在微光像增强器成像中 ,迭加在图像上的时空域噪声 ,不仅限制系统可工作的最低照度 ,而且使显示图像有随机蠕动颗粒闪烁的外观。适用的噪声性能测试分析技术则可为改善已有系统的成像质量、研制新型高性能的微光成像器件与系统提供必要的基础和客观依据。通过用CCD对像增强器噪声功率谱的测试发现像增强器噪声主要集中在低频部分 ,高频段的噪声近似为白噪声。     

像增强器光阴极在热冲击环境下噪声频谱分析

利用自行设计的CMETS005型检测与光谱测试系统对微光瞄准镜进行测试,完成了像增强器光阴极在热冲击环境下的噪声频谱特性测试。试验与分析结果表明:像增强器经过温度冲击后的噪声功率谱在0~1kHz范围内随频率增加而变化较大,呈1/f噪声特性。当环境温度升高时,光电阴极中的热致电流密度增大,从而导致微光瞄准镜观察景物图像时的对比度与鉴别率降低,最后引起夜视系统探测目标性能的下降。     

像增强器增益对输出信噪比影响的分析

针对传统上像增强器输出信噪比测试条件的不完备性,阐述了亮度增益对输出信噪比的影响,在不同增益条件下利用设计的像增强器信噪比测试仪对输出信噪比进行了测试,验证了在输出信噪比测试中亮度增益标定的必要性。     

MCP输入电子能量与微光像增强器信噪比的关系

为了提高MCP像增强器亮度增益，在微光像增强器中采用了新的电子倍增机构，即微通道板（MCP），并对作为电子倍增结构MCP的噪声产生机理进行分析。在MCP其他参数不变的条件下，通过调整MCP入射电子的能量和入射电子角度分布，优化了MCP最佳工作信噪比的工作条件，实现了优化MCP像增强器信噪比,提高了MCP像增强器的亮度增益。     

像增强器荧光屏亮度均匀性自动测试系统

像增强器荧光屏亮度均匀性是评价像增强器的重要指标，其测试是像增强器测试领域的重点与难点。本文介绍一套我们研制的像增强器荧光屏亮度均匀性自动测试系统，该系统使用图像采集与图像处理技术，做到了自动测试，并且使测量精度提高了一个数量级。文章首先介绍了像增强器荧光屏亮度均匀性定义与传统光学测试方法，然后从传统方法的缺陷入手，系统阐述了新系统的工作原理、系统构成、测量结果。文章的最后对新系统测试结果与目前常规使用的光学测量结果进行了比较，从而体现该系统的独特性与优越性。     

用光电倍增管测量微光像增强器噪声

在微光像增强器成像中，迭加在图像上的时空域噪声，不仅限制系统的可工作最低照度，而且使显示图像有随机蠕动颗粒闪烁的外观。随着低噪声、高增益的光电倍增管的出现，比较精确地测量微弱光信号成为可能。在此基础上提出了采用光电倍增管来测试像增强器信噪比的方法。实验中发现，这种方法能比较准确并直观地反映像增强器噪声的大小。     

便携式调制传递函数测试仪的研制

为了方便地对可见光镜头进行调制传递函数的测试以及打破国外的垄断,研制了一套体积小重量轻的便携式调制传递函数测试仪。该测试仪以圆孔作为目标物,它发出的光经平行光管准直后,再经过被测镜头,并在被测镜头像面上形成圆孔像,该像经显微物镜放大后被电荷耦合器件(CCD)接收并传入计算机,计算机对图像进行处理和计算,得到调制传递函数值。介绍了图像处理的过程,详细给出了调制传递函数的算法,对测试系统各组件的影响进行了分析与校正,并提出了误差和噪声的抑制方法。将该测试仪的测试结果与光学设计的理论值进行了比较,得到该测试仪的绝对精度为0.018,满足0.03的要求,达到了研制目的。     

光子计数法测量微光像增强器背景噪声分布特性

 针对微光像增强器噪声特性,理论上分析了微光像增强器背景光子噪声特点。设计了采用光子计数法及使用类针孔微弱光照度计对微光像增强器的背景噪声进行测量的方案。在三代微光像增强器信噪比测量装置中,采用类针孔微弱光照度计对微光像增强器无光照时荧光屏上Ф0.2 mm光斑的照度进行了测量实验。对于空间特性,以荧光屏中心点为圆心的同心圆上照度值不均匀性小于1%;对于时间特性,在微光像增强器工作大约270 min后,荧光屏中心点照度值会达到稳定状态。以各个空间点和时间点照度值为基础分析了无光照时像增强器背景噪声在时间和空间的分布特性,为评价微光像增强器的噪声特性提供了数据支持。     

一种显著提高三代像增强器信噪比的微通道板

鉴于离子阻挡膜保证了三代像增强器的工作寿命，但增加了微通道板和三代像增强器的噪声因子，降低了三代像增强器的信噪比，削弱了NEA光阴极的优势，提出一种最新研制的微通道板。它优化了玻璃成份，提高了玻璃的工作温度，同时还改善了通道内壁工作面结构，且开口面积比达到65%～70%。通过三代像增强器制管试验证实，这种高性能微通道板具有低噪声因子特性，与标准MCP相比，可显著提高三代管的信噪比。最后指出通过进一步试验和改进，实现更高信噪比长寿命无膜三代像增强器的可能性。     

Optimum adaptive array stochastic resonance in noisy grayscale image restoration

Considering the widespread noise interference in the two-dimensional (2D) image transmission processing, we proposed an optimal adaptive bistable array stochastic resonance (SR)-based grayscale image restoration enhancement method under low peak signal-to-noise ratio (PSNR) environments. In this method, the Hilbert scanning is adopted to reduce the dimension of the original grayscale image. The 2D image signal is converted into a one-dimensional (1D) binary pulse amplitude modulation (BPAM) signal. Meanwhile, we use the adaptive bistable array SR module to enhance the 1D low SNR BPAM signal. In order to obtain the restored image, we transform the enhanced BPAM signal into a 2D grayscale image signal. Simulation results show that the proposed method significantly outperforms the classical image restoration methods (i.e., mean filter, Wiener filter and median filter) both on the grayscale level and the PSNR of the restored image, particularly in a low PSNR scenario. Larger array size brings better image restoration effect.     

噪声对等光频采样调频连续波激光雷达测距精度的影响分析及实验验证

调频连续波激光雷达具有测量范围大，精度高，无需合作目标等优点，在计量学和工业现场测量中具有重要作用。简单介绍了等光频重采样调频连续波激光雷达的基本结构和测距原理，分析了系统辅助干涉信号和测量干涉信号中存在的主要噪声及其特点。当系统辅助干涉信号中存在噪声时，会造成极值点不准确并且引入测量误差。随后，使用Cramér-Rao下界定理评估测量干涉信号的噪声对测量结果的影响。为了提高测量的准确性和稳定性，基于经验模态分解的小波阈值滤波和汉宁窗带通滤波结合小波滤波的自适应滤波方法分别用来去除了辅助干涉信号和测量干涉信号中的噪声。实验中多次测量了平面镜和多种粗糙度样块，并使用精密导轨验证测量结果的准确性。实验结果表明，当被测物位于3.9 m左右时，使用自适应滤波方法去除噪声后，系统对反射镜和其他粗糙度样块的测量不确定度为20 μm和几十微米(K取值2)，远小于使用小波阈值滤波的方法(120 μm和几百微米)。同时，通过对比精密导轨位移数值和系统的测量结果，证明了所提出的方法能够有效提高系统的测量准确性。     

合肥光源横向束流反馈系统中矢量运算单元和光纤陷波滤波器的研制

 合肥光源横向束流反馈系统已经建成，着重介绍了系统中矢量运算单元和光纤陷波滤波器的研制。矢量运算单元中使用混频器控制信号的衰减，调节控制电压的大小以控制反馈信号的相位；光纤陷波滤波器创新性地提出用光纤延时制作陷波滤波器，很好地滤除了信号中的回旋频率分量，节省了反馈功率。     

基于AD8232的心电实时监测及分析系统设计

为了方便对患者心电信号进行实时监测，实现对心脏疾病的及时预防及诊断，利用一款基于ATmega328p微控制器的Arduino开发板、一块心电监测前端模块AD8232及上位机软件LabVIEW开发出一套心电实时监测系统，并利用LabVIEW设计出多种软件滤波方法来抑制心电信号中的噪声。由于心电信号的时频特性能提供反映患者心脏活动动态行为的信息，该系统还包括基于LabVIEW设计出的多种用于心电信号实时分析的程序，使被试心电信号所包含的生理特性能够及时地被分析出来。利用所开发的心电实时监测分析系统对被试的心电信号进行采集和分析，发现系统能够非常灵敏、准确地检测心电信号，并对信号噪声有着很好的抑制能力。此外系统能够对信号进行各式的实时分析，且分析结果可靠，能够运用于临床诊断。利用该系统对心电信号进行实时采集和分析，其测量结果准确、去噪效果良好、分析结果可靠，为今后心电实时监测分析系统的设计提供了借鉴。     

基于复小波和局部梯度的靶标图像混合降噪

提出了一种有效去除光电成像测量系统中靶标图像噪音的混合降噪法.根据图像像素局部梯度模找出图像中受椒盐噪音污染的像素,使用中值滤波降噪.对去除椒盐噪音的图像,利用复对数Gabor小波提取各像素的相位信息和幅度信息,确定最小尺度滤波器对噪音幅度分布的估计值,从而自动地确定各个尺度上的噪音幅度分布的估计值和噪音萎缩阈值,达到有效降噪的目的.实验表明,该方法的降噪效果明显优于实symlet4小波、中值滤波和单一复对数Gabor小波降噪法.     

Passive and temporally continuous optical spectral analyzer of RF signals via wavelength coding

A novel approach realizing an optical spectrum analyzer for photonic detection of an unknown RF carrier signals is presented. The described module may be part of an electronic warfare system in which detection of a narrow band RF signal is required. Moreover, The RF signal is characterized by an unknown time varying carrier frequency embedded in wide band noise. The system uses a passive, fiber based photonic configuration. It allows the spectrum mapping of an incoming electronic RF signal modulated on an optical carrier. The spectral analyzer configuration uses a finite impulse response (FIR) filter that is realized by two different optical paths of parallel fibers which generate a spectral notch filter. Hence, a wavelength coding is realized by chromatic dispersion such that each wavelength is filtered by a different FIR filter. Therefore, the energy at a WDM demux output channels is actually proportional to the spectrum of the input RF signal. This spectral mapping is obtained without lose of temporal RF information.     

Spatial filters for pattern detection and image enhancement

A theory of spatial frequency domain filters is presented from the standpoint of leastsquare linear estimation. The general expression of this filter is obtained with few assumptions, thus allowing considerable flexibility in its application. Noise common to pictorial information usually can be described as a mutually exclusive process, whereas much of the available signal processing theory assumes additive noise. Types of pictorial noise discussed in this paper include the background of signal patterns, pattern obscurity, and image modulation due to the recording process. It is shown that the additive noise assumption is valid under certain conditions. The general filter is described in terms of spatial frequency estimates which are conveniently expanded for particular applications. A detection filter for determinative patterns is obtained and compared to the matched filter. A filter is derived to restore patterns degraded by noise and a linear distortion filter.     

微光像增强器积分灵敏度单次测量误差分析

为了提高批量微光像增强器性能参数的测试速度，通常采信单次测试数据作为测量结果。在该情况下，参数单次测量结果的误差将直接决定性能评价结果的准确性。以微光像增强器积分灵敏度的参数测试为例开展单次测量误差评定，通过对微光像增强器积分灵敏度的测试方法、测量装置、数据计算等误差情况进行综合分析，计算得到的积分灵敏度单次测量最大误差为6.7%；在该基础上，提出了采用更高加工精度光阑、对入射光测量位置进行修正以及阶段性辅助参量重复性测量校对的积分灵敏度单次测量误差控制方案。研究结果对微光像增强器批量化快速测试具有重要的指导意义和参考价值。     

标准图像发生器及在图像板性能评价中的应用

本文介绍了一种标准图像信号发生器的原理、结构和特点。该发生器采用先进的数字合成技术，融合了ＥＰＬＤ编程技术、ＥＰＲＯＭ技术和高速、高精度１２ｂｉｔＤ／Ａ转换器，配以高性能视频放大和高阶模拟低通滤波器，产生的信号波形失真小、信噪比高。可生成正弦波、方波、三角波、线性波及直流等多种标准图像信号。并介绍了将该系统应用于图像板性能评价的具体方法。实际分析了一种图像板的时域和频域特性，主要包括线性度、Ａ／Ｄ转换精度和调制传递函数等。给出了被测图像板的调制传递函数曲线