镜头优选中Walsh函数对轴上象波动光学传递函数的评价

本文把以Walsh函数为基础的光学成象分析引用到评价轴上象的波动OTF,从而获得了计算OTF的部分分析且简化的表达式。此式适应于镜头优选和容限分析的直接计算。在评价OTF过程中,对于不同光瞳平面参数需重复计算OTF,应用上述表达式,计算速度得到了很大提高。本文列举了一些运算结果,并与其它方法所获得的结果进行了比较。     

基于刀口法的视频内窥镜调制传递函数测量

为完善医用硬性内窥镜成像质量的检测方式,设计了基于刀口法的内窥镜调制传递函数测量系统。建立了刀口扫描法的理论模型,通过CMOS对高精度扫描的刀口像的灰度值进行采样获得刀口扩散函数,再将其进行微分和傅里叶变换得到内窥镜的调制传递函数。实验对0°鼻窦镜进行多次测量,经过分析计算得到的调制传递函数曲线较为稳定,结果表明该系统能够实现对内窥镜调制传递函数的自动化测量。     

便于计算高焦光学系统的OTF的较精确算式

本文从基尔霍夫衍射积分公式出发,在弱于菲涅耳条件的近似下,以高斯像面的像差量及系统的离焦量为参变量,导出了便于计算离焦光学系统的OTF的普遍算式。利用此算式,只需通过光线追迹得出高斯像面上的像差分布,便可求得对应一系列离焦量的实际像面上的OTF值,而不必对每一实际像面进行像差计算。对于研究光学系统在不同离焦状态下的OTF的变化规律,本算式是方便的。最后,给出了衍射受限系统处于离焦状态下轴上OTF的计算实例。     

一个更为精确的光学传递函数算式

本文从基尔霍夫衍射积分公式出发,在超出菲涅耳衍射区的近似下,给出点像振幅分布,从而应用四个傅里叶变换式,给出一个更为精确的OTF算式,它是对文献[1]～[3]工作的改进。     

各向异性晶体散射律的计算

本文推导了各向异性晶体散射律的傅立叶变换计算公式,研究了零声子分出项系数德拜因子的精确计算对于结果收敛的重要性。以本方法为基础编制的程序用于石墨各向异性晶体的计算,结果表明本方法是精确的有效性的。     

基于分数阶傅立叶变换的线性调频回波参数估计

本文提出了一种适用于宽带线性调频回波的分数阶傅立叶变换参数估计方法。它通过寻找合适的信号代替发射信号做模版,使得模版信号与接收信号的模糊函数匹配度高,峰值尖锐,失真率低。再利用分数阶傅立叶变换与模糊函数的关系,使用两次分数阶域的峰值搜索代替原有的一次二维搜索降低计算量。仿真实验结果表明,本文提出的方法在精确估计宽带回波的时延和频移的同时降低了计算复杂度。     

多色光大空间带宽积傅立叶变换透镜系统的设计

本文根据傅立叶变换透镜系统的像差要求，通过研究衍射器件的色差特性和初级像差特点，提出了多色光大空间带宽积的傅立叶变换透镜的系统结构。此系统采用无光焦度的衍射器件校正傅立叶变换主镜的球差，使系统得到最大空间带宽积；还采用谐衍射器件的设计方法，使系统可对多种相干光实现光学傅立叶变换。相对传统傅立叶变换系统而言，此衍射系统结构简单，性能好，可望在光学信息处理方面得到广泛的应用。     

光电成像系统动像光学传递函数

在论述光电成像系统时间响应特性图像运动的基础上,提出并完善了光电成像系统动像光学传递函数的数理模型,除已导出的匀速运动和简谐振动下的动像LSF和OTF公式外,又导出了匀加速运动下动像LSF和OTF公式以及椭圆、圆周运动下的两维动像PSF和OTF公式,从而可以全面计算、分析光电成像系统的动像传递特性,为更深入研究动态光电成像奠定了理论基础.     

全球风场构建涡度、散度的新方法

目前在数值预报中通常利用风场借助于差分方法来构建涡度和散度场,这个问题涉及到观测资料求微分的问题,从数学上来说,此问题是不适定的.在有限区域上构建时可以采用一维数值微分来实现,但此方法在端点部分的资料必须是精确的,本文提出了新的方法,该方法借助于周期函数的一维数值微分,并用该方法应用到全球风场构建涡度、散度中去,同时与通常的差分方法进行了比较,利用涡度、散度计算了流函数和势函数,然后用流函数和势函数重构初始风场.结果表明,本文提出的方法算法稳定、可行且计算精度比差分方法高,为应用到全球气象资料的诊断分析及预报中提出了新的思路.     

光学纤维面板像质测量

本文讨论光学纤维面板像质评价,由刀口响应转换为调制传递函数,进而用MTF 指标评价面板像质的可能性。本文在实验的基础上,分析得出光学纤维面板在低频范围近似等晕。通过对面板实测刀口响应及其传递函数数据的分析,提出两种评价面板像质的方法。一是刀口响应曲线,二是低频传递函数加刀口响应的背景串光。前者灵敏度高,后者物理意义更为确切,两者均可在光学纤维面板刀口响应检测仪器上实施。     

红外光电成像系统MTF测试技术分析

调制传递函数是评价红外光电成像系统整机成像质量的重要指标之一。通常MTF的测试方法有狭缝法和刀口法等。详述了倾斜目标靶（斜狭缝和斜刀口）测试MTF的测试原理,并且对该两种方法进行了比对实验。提出一种改进刀口法,将多行数据刃边对齐并排列成一行数据作为刀口扩散函数,能增加采样点数和采样率并提高测试分辨率,进而得到刀口图像,对每行数据先微分得到各行LSF(线扩散函数),再对LSF多行数据构成的新图像按照斜缝法处理过程计算MTF。实验验证表明,该方法数据能够有效地降低在MTF测试过程中的噪声影响,与斜缝法MTF测试结果差值最大不超过7.5%。     

高斯光束的4F光学系统空间滤波效应模拟与实验验证

以频谱的傅立叶变换与空间滤波理论为基础,对高斯光束经过4F光学系统的空间滤波后光强、相位调制进行了理论分析;利用MATLAB数学软件模拟了"光"字屏经过4F系统频谱面高通、低通滤波后形成的图像;自行设计微分屏,通过改变衍射光的相位实现了边缘增强的动态效果模拟,实验现象与以上模拟结果完全吻合。理论模拟可以生动、深入地揭示高斯光束在4F光学系统中傅立叶变换与空间滤波物理内涵,其模拟方法与效果展示可以为功能型滤波器的设计提供参考。     

微分Haar-Gaussian小波变换在大景深物体边缘测量中的应用

提出了微分Haar_Gaussian小波变换算法并将其应用于边缘检测,在空域和频域中进行变换,并应用带宽匹配方法和远心测量光学系统,提高了运算速度,通过对实际大景深物体离焦像的边缘测量,得到了准确的结果。     

非线性薛定谔方程数值解法中傅立叶正逆变换选取的讨论

讨论了光波场正负频表示与正逆傅立叶变换形式的选取及非线性薛定谔方程的形式密切相关，指出了现在熟知的非线性薛定谔方程形式是选取负频表示的结果，因此正逆傅立叶变换形式的选取就不是任意的．在采用基于傅立叶变换数值方法解非线性薛定谔方程时，要注意所用编程语言中快速傅立叶变换正逆变换的形式．而在大多数编程语言中其快速傅立叶变换正逆变换形式是与非线性光学中应采用的傅立叶变换正逆形式恰好相反，因此时而出现一些错误的计算结果．分析了这些错误的原因，并给出了正确结果。     

一种高精度差分格式

在微分－Ｔｈｏｍｐｓｏｎ变换结合时域有限差分技术计算复杂目标的电磁散射特性的方法中，差分格式的构造和选取与解的精度存在着密切关系。提出一种新的高精度差分格式，其数值实现进一步证实了该方法能精确模拟任意形状目标的电磁磁射过程。     

瞬态位移干涉仪信号处理新方法

利用短时傅里叶变换计算速度快的特点,先对瞬态位移干涉仪信号进行预处理,得到速度的轮廓范围.据此估计小波变换中尺度因子的范围,然后用连续小波变换的方法对信号再次进行处理,用此方法分析计算机模拟出的位移干涉信号,恢复的速度相对误差小于2%.对高速爆轰实验中的位移干涉信号分别采用短时傅立叶变换、小波变换和二者相结合的方式进行分析,并记录三者的计算速度.实验表明,第三种方法能准确地恢复出物体的速度历史,计算误差在系统要求的范围内.本文综合计算速度和计算误差两方面的考虑,选择了适合于瞬态位移干涉信号处理的方法.     

用光学传递函数评价象质的各种方法

过去在物理学中,是用瑞利判据来评价光学系统的象质,这种方法具有许多局限性。而光学传递函数对象质的评价是用频谱之比,故能正确测定实际光学系统的象质。本文提出了用OTF对光学系统的象质进行评价的各种方法,它将有利于全面正确地掌握光学系统的性能,这对于新产品的试制或对光学系统性能要作出全面评价而需要进行多方面测量时,更为必要。另外,文中还对瑞利判据和OTF这两种评价象质的方法进行了分析比较,说明后者的优点是十分明显的,因而具有广泛的应用前景。     

基于双树复小波变换的非平稳时间序列去趋势波动分析方法

多重分形去趋势波动分析是研究非平稳时间序列非均匀性和奇异性的有效工具, 针对该方法中趋势项难以确定的问题, 提出一种基于双树复小波变换的方法, 实现了非平稳信号的多重分形自适应去趋势波动分析. 利用双树复小波变换提取信号的多尺度趋势和波动信息, 通过小波系数的希尔伯特变换确定每个时间尺度不重叠子区间的长度, 使多重分形分析具有信号自适应性及较高的计算效率. 以具有解析形式分形特征的倍增级联信号和分数布朗运动时间序列为例验证本文方法的有效性, 所得结果与解析解相吻合. 与传统的多项式去趋势多重分形方法相比, 本文方法根据信号自身特点自适应地确定信号的趋势和不重叠等长度子区间长度, 所得结果更加精确. 对倍增级联信号时间序列取不同的长度, 验证了算法的稳定性. 分别与基于极大重叠离散小波变换和离散小波变换多重分形方法进行比较, 表明本文方法具有更精确的结果和更快的运算速度.     

空间滤波转速遥测中旋转方向的辨识方法

基于微分差相关分析和旋转中心定位,提出了用于空间滤波转速遥测中旋转方向的辨识方法。该旋转方向辨识法是将差分空间滤波器中相邻两个光电池的输出信号经微分、相减、取绝对值后再积分计算得到微分差相关值,用其最小值处延时量的符号确定旋转体像在该两光电池处的线速度方向,再依据该线速度方向和旋转中心位置来判定旋转方向。其中的旋转中心位置是利用双差分空间滤波传感器输出信号的两个中心频率及其变化计算系数k,再由k值和较大中心频率对应的差分空间滤波器所在的位置来确定的。仿真分析实验验证了所提出的旋转方向辨识方法简单易实现。该方法对随机相位不敏感,有效地解决了空间滤波转速遥测中的旋转方向辨识难题。     

CCD相机调制传递函数测试软件的研制

数学傅立叶分析法是测量调制传递函数常用的一种方法，为了迅速地给出采用该方法进行调制传递函数测试的结果，针对刀口扫描测试CCD相机调制传递函数的测试系统研制了测试软件。软件可读入CCD相机摄取的数字图像文件，对数据进行消噪声处理，并自动识别刀口位置，选择合适区域计算出相机的调制传递函数。软件采用VC语言编制，结果以列表和曲线两种形式输出，用户界面良好，使用方便。利用该软件得到的测试结果与俄罗斯软件的计算结果吻合较好。