光学低通滤波器的光学传递函数分析

光电成像系统的抽样过程会引起图像频谱在频谱空间上的多次复制,如果抽样过程不满足系统的奈奎斯特条件,相邻的频谱项就会产生混叠.光学传递函数可以反映系统中光学成像,抽样和重建等各个过程对图像信号频谱的响应.通过对使用光学低通滤波器(OLPF)光电成像系统的光学传递函数的分析,表明光学低通滤波器可以有效地限制图像的频谱宽度,使抽样满足奈奎斯特条件,达到消除频谱混叠,改善重建图像质量的目的.     

傅里叶变换光学基本原理讲座 第四讲 阿贝成象原理与相衬显微镜

一、阿贝成象原理 一百多年前,德国人阿贝(Abbe,1874年)在蔡司光学公司任职期间研究如何提高显微镜的分辨本领问题时,提出了关于相干成象的一个新原理.现在看来,当初的阿贝成象原理已为现代变换光学中正在兴起的空间滤波和信息处理的概念奠定了基础.因为任何图象都可作傅里叶展开,最基本的图象是正弦光栅.下面我们就以正弦光栅为物,说明并论证阿贝成象原理. 如图4.1,用平行光照明傍轴小物ABC,使整个系统成为相干成象系统,象成于A’B’C’.如何看待这个系统的成象过程呢? 一种观点着眼于点的对应:物是点A、B、C等的集合,它们都是次波源,…     

实现超分辨率的微变焦法

光电成象系统对目标欠抽样成象时,高频细节不但无法分辨,还将混淆低频成分.介绍一种新的实现光电成象系统超分辨率的方法——微变焦法,即利用放大率可变光学系统,获得多帧不同抽样频率下的混淆图象,然后重建成一帧混淆减少、分辨率提高的图象.计算机模拟和实验结果都表明了微变焦方法能够简便、有效地提高光电成象系统的分辨率 关键词： 超分辨率 微变焦法 混淆 光电成象系统 焦平面阵列     

光电成像系统中的光学传递函数

本文研究了光电成像系统中的光学成像、抽样和重建等各个过程对整个系统的光学传递函数的影响。分析了光电成像系统在积分抽样和图像运动情况下的光学传递函数，重建图像中的频谱混叠和假响应情况，由此给出光电成像系统获取图像的一些原则。     

水下微光高速光电成象系统作用距离的研究

本文首先对水的光学特性及其对水下成象的影响进行了分析,指出了水下光学成象的特殊性对光电成象器件的要求,并对微光条件下光电成象器件的性能进行了理论分析;详细介绍了水下微光高速光电成象系统作用距离公式的推导过程;最后针对实际系统进行了计算和分析.     

抽样成像系统的混淆效应评价

本文根据积分抽样理论模型,摆脱传统光学传递函数的束缚,利用变带宽带限连续空间频谱标准输入情况下的输出复频谱分析,准确完整地评价抽样成像系统.文中给出了定量评价抽样成像系统混淆效应的方法与数据处理的理论依据.     

航天线阵CCD相机推扫成象过程的象质研究

本文从线阵CCD相机推扫成象的原理出发,根据CCD器件动态时间积分的特点,指出了它与胶片型航天相机成象的区别,推导出了沿航迹方向和穿航迹方向由光学图象向光电图象转换的调制度公式.在线性传递情况下推导了图象动态传递的MTF一般公式,并由此公式说明以往对于推扫成象的MTF计算公式仅为一般公式中的一个特例.提出了象元积分重叠率的概念,并讨论了它对整机MTF的影响.指出了线阵CCD相机在特征频率下正常成象是有一定概率的,并提出了其正常成象概率的具体算法.     

应用光学——光学系统设计指南 第十九章 相干光学系统

19.2 相干空间滤波和成象处理利用空间频谱,可以最简单地表达许多在光学成象中进行的运算。在以前的章节(3.2、9.3、9.4、18.1-18.2)中我们已经知道,改变空间频谱是成象过程中的一个主要方法;因此,校正这种改变最好也用这     

2f光电混合匹配滤波相关识别研究

提出一种光电混合匹配滤波相关识别方法,只用一个空间光调制器实现了匹配滤波相关识别。利用计算机完成匹配滤波器的设计以及匹配滤波器与输入目标频谱的卷积运算,根据最小欧氏投影编码原理将卷积结果转化为空间光调制器可以显示的灰度信号,再通过2f光学傅里叶变换系统,得到相关识别结果。实验结果表明,该方法可以得到明显的相关点,同时可以避免传统VLC中匹配滤波器的精确复位问题,而且该系统还可以应用于联合变换相关识别。     

光电探测器对光谱仪器精度的影响

通过优化光谱探测环节来提高光谱仪器的精度是改进或研制新型光谱仪的重要途径。为此,文章基于对光电成像系统中光学传递函数的研究,建立了光谱图像经探测器积分抽样后重建的数学模型,并在此基础上分析了光电探测器积分抽样特性参数对光谱线频谱的影响,讨论了光谱线半宽度与探测器积分区间宽度、灵敏度及抽样间隔的关系,提出了准确重建光谱线,提高光谱仪器波长精度和光度精度的探测器优化原则。     

基于光时分复用技术的高速成像系统北大核心CSCD

提出了一种基于光时分复用技术的高速成像系统。飞秒激光器中心波长1557nm,脉冲宽度90fs,对USAF-1951分辨率板线性扫描成像,扫描频率为38.88 MHz。在连续时间序列编码放大显微成像技术的基础上,运用光时分复用技术,复制光脉冲信号并携带检测物体相同的空间信息。原光脉冲和复制光脉冲以相同的采样率分别采样,通过相应的数据处理将两次采样数据整合在一起还原图像。实验结果表明,与传统的超快成像方法相比,成像系统利用10GHz的数字采样设备可以达到20GHz的采样率,采样点数是传统超快成像方法的两倍。该方法有效克服了成像系统采样率不足的问题,提高了成像系统的空间分辨率。与此同时,该系统算法复杂程度不高,有利于进一步促进超高速成像技术的发展。     

光纤成像光谱仪中谱线畸变对调制传递函数的影响

将光纤传像束应用到色散型成像光谱仪中取代其狭缝,链接望远系统和光谱仪组成光纤成像光谱仪。它是二重采样系统,光谱仪的谱线畸变使光纤束采样像元的像与探测器像元之间产生对准偏差,从而对第二次采样过程产生影响,导致调制传递函数(MTF)下降。从线扩散函数角度出发推导出采样过程光学传递函数,分析了谱线畸变对系统MTF的影响,建立了一套评价光纤成像光谱仪MTF的模型。该模型比狭缝型成像光谱仪MTF计算模型多了一项光纤积分MTF因子和一项由谱线畸变引起的对准偏差MTF因子,最后用该模型评价了某机载可见近红外波段光纤成像光谱仪MTF。MTF计算模型的推导和建立方法对计算二重采样系统光学传递函数有参考意义,能指导光纤成像光谱仪的设计。     

光电成像系统超分辨成像技术方法研究

提出一种提高现有光电观瞄系统成像空间分辨率的新方法.在不改变阵列探测器件像元尺寸和不移动探测器的前提下,利用双光楔的较大移动使像平面发生微小位移,实现对探测器各相邻像元和不感光间隔目标进行微位移采样,提高目标信息的采样率,通过超分辨重建技术来提高系统的分辨能力,达到提高光电观瞄系统空间分辨率的目的.实验结果表明:该方法绕开了微小位移探测器需要克服的技术难题,同时避开了直接减少像元尺寸的工艺问题,且成像分辨率高.     

多重交织抽样消除光电成像系统中的高阶残余频谱

光电成像系统的抽样过程引起图像频谱分布在频谱空间无限重复，即使抽样过程满足系统的Ｎｙｑｕｉｓｔ条件，即无频谱混叠，但在重建过程中，如果电子滤波的频率响应范围较宽，不能对高阶频谱项截止，它对高阶重复的频谱项的衰减所产生的残余频谱会在重建图像中产生假响应。本文提出用同一图像进行多重交织抽样的方法来消除重建过程中的高阶残余频谱，同时具有较好图像恢复的效果。在理论上用光学传递函数方法证明了有关的结论。     

Space-time correlation function of spatially and temporally integrated laser speckle intensity in a two-lens imaging optical system

An analytical form of the cross correlation function in a two-lens imaging optical system has been obtained by calculating the integrated speckle intensity with a gaussian profile approximation for the transmittance of the detection area and the weight function of the sampling time. Adapting the results to a speckle velocimeter, the experimental conditions of the sampling time and the optimal relation between the speckle size and the detection area have been discussed.     

用瞳函数控制减小离散成像系统中的频谱混淆

离散控制器由于欠抽样产生频谱混淆,介绍分析了减少混淆的一种光学预滤波法：设计光学成像系统的瞳函数以产生期的光学传递函数,使期 对抽样数据进行有效的预滤法,从而完全抑制混淆。     

Design and performance evaluation of the imaging payload for a remote sensing satellite

In this paper an analysis method and corresponding analytical tools for design of the experimental imaging payload (IMPL) of a remote sensing satellite (SINA-1) are presented. We begin with top-level customer system performance requirements and constraints and derive the critical system and component parameters, then analyze imaging payload performance until a preliminary design that meets customer requirements. We consider system parameters and components composing the image chain for imaging payload system which includes aperture, focal length, field of view, image plane dimensions, pixel dimensions, detection quantum efficiency, and optical filter requirements. The performance analysis is accomplished by calculating the imaging payload's SNR (signal-to-noise ratio), and imaging resolution. The noise components include photon noise due to signal scene and atmospheric background, cold shield, out-of-band optical filter leakage and electronic noise. System resolution is simulated through cascaded modulation transfer functions (MTFs) and includes effects due to optics, image sampling, and system motion. Calculations results for the SINA-1 satellite are also presented.     

Single-detector polarization-sensitive optical frequency domain imaging using high-speed intra A-line polarization modulation

We demonstrate a novel high-speed polarization-sensitive optical frequency domain imaging system employing high-speed polarization modulation. Rapid and continuous polarization modulation of light prior to illumination of the sample is accomplished by shifting the frequency of one polarization eigenstate by an amount equal to one quarter of the digitization sampling frequency. This approach enables polarization-sensitive imaging with a single detection channel and overcomes artifacts that may arise from temporal variations of the birefringence in fiber-optic imaging probes and spatial variation of birefringence in the sample.