凝视型热成像系统噪声模型研究
凝视型红外成像探测系统的作用距离分析与验证
计算机工程应用技术本栏目责任编辑:贾薇薇Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术第5卷第26期(2009年9月)凝视型红外成像探测系统的作用距离分析与验证申俊杰(广州军区75706部队40分队,广东广州510600)摘要:作用距离是红外成像探测系统的主要技术指标之一,根据实际计算时部分参数可能未知的情况,推导了NETD 表达的作用距离方程,并根据凝视型探测器的特点讨论了基于对比度的对高空目标作用距离的表达式,结合高空目标探测实验结果验证两种不同计算方法的有效性。
分析结果对进一步的成像探测系统的设计提供了理论依据。
关键词:等效噪声温差;焦平面阵列;作用距离;红外成像探测中图分类号:TP311文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2009)26-7553-02Analysis and Validation of Operating Range of Staring IR Imaging Detecting SystemSHEN Jun-jie(Unite 40,Army 75706,Guangzhou Military Region,Guangzhou 510600,China)Abstract:Operating range is a core specification of an IR imaging detecting system.Since some parameters are unknown when calculating,deduce the operating range function with NETD.Then based on the characteristic of staring detector discuss the operating range for space targets based on contrast.Validate the validity of above two functions with experimental result.The analytical result provides the theoretical reference for design of imaging detecting system.Key words:NETD;FPA;Operating Range;IR Imaging Detecting System目标的极限作用距离是红外成像探测系统的一个综合性指标,也是评价、检验一个红外探测系统的主要指标。
热成像系统MRTD数学模型的研究
热成像系统MRTD数学模型的研究
热成像系统MRTD数学模型的研究
李旭东;艾克聪;张安锋
【摘要】通过研究热成像系统MRTD数学模型发展的历史及成果,推演和变换了最具代表性的10种最⼩可分辨温差⽅程,研究分析了各⽅程之间的内在联系和异同,从⽽在匹配滤波模型的基础上推导出新的MRTD⽅程.经理论推导发现建⽴起来的模型通过近似推导能推导出最具代表性的斯科特⽅程、罗切斯⽅程和劳埃德⽅程.新建⽴起的⽅程不仅消除了太多的取样近似,完整描述了三维噪声,⽽且在眼/脑空间积分中包括了扫描效率和过扫⽐的影响.
【期刊名称】《应⽤光学》
【年(卷),期】2004(025)006
【总页数】5页(P38-42)
【关键词】最⼩可分辨温差;扫描系统;凝视系统;数学模型;噪声
【作者】李旭东;艾克聪;张安锋
【作者单位】西安应⽤光学研究所,陕西,西安,710065;西安应⽤光学研究所,陕西,西安,710065;西安应⽤光学研究所,陕西,西安,710065
【正⽂语种】中⽂
【中图分类】⼤学学报(⼯业技术)
应⽤光学 J . AppliedOptics⽂章编号:1002-2082(2004)06-0038-05热成像系统 MRTD数学模型的研究李旭东,艾克聪,张安锋 (西安应⽤光学研究所,陕西西安 710065)摘要:通过研究热成像系统 MRTD 数学模型发展的。
基于实测数据的凝视红外系统重构方法
红 外 技 术
I n f r a r e d Te c h n o l o g y
V_ 0 l _ 3 9 NO . 5
Ma v 201 7
Hale Waihona Puke 基 于 实测 数 据 的凝视 红 外 系 统 重 构 方 法
徐振 亚 ,祁 鸣 ,李丽娟 1 , 2
a n d d e ve l o pme n t ,a me t ho d of s t a r i n g i n ra f r e d s ys t e ms r e c o n s t r u c t i o n ba s e d o n me a s ur e d d a t a i s r e s e a r c he d
以及 空间传递等理论 出发 , 结合典型红外场景仿真平台中理想传感器的设计,完成 了基于实测数据的 凝视红外成像 系统重构方法研究,并利用三维噪声模型、计算机模拟 图像进行 了重构效果的精度验证 分析。最后通过灵敏度阈值开展 了实验 室内验证试验,从综合性能评估实例 的角度上,再次证明 了 该
Abs t r a c t :I n o r d e r t o e v a l ua t e t he pe r f o r ma n c e o f p r e c i s i o n g ui d e d we a p o n u s i ng s t a ing r i n f r a r e d i ma g i n g s ys t e ms , us i ng t h e me t ho d of r e l i a b l e d i g i t a l mo d e l i ng a n d s i mul a t i o n h a s be c ome a n i mpo r t a n t s ol ut i o n a n d
凝视型红外光学系统中的冷反射现象
第35卷,增刊V bl.35Supp l em el l t红外与激光工程I nf溉d a nd L a ser E n gi n eer i ng2006年l O月0ct.2006凝视型红外光学系统中的冷反射现象张良(中航一集团洛阳电光设备研究所,河南洛阳471009)摘要:近年来随着红外技术的长足发展,各种红外装置已广泛的应用在国防、工业、医疗等领域.随着应用的推广,对红外光学系统提出了越来越高的要求,需要对红外系统本身做进一步的研究。
评价和计算这类红外光学系统的技术指标,最重要的是:系统的M TF;弥散斑;那喀索斯效应(N a rds sus e鼠ct,俗称冷反射现象)的评价.红外光学系统根据工作方式可分为扫描型和非扫描型(凝视型)。
根据一般的常识认为,非扫描型红外光学系统的冷反射效应可以通过系统的非均匀校正表消除,然而,实际的热成像设备总是工作在一定的振动环境下,在这种环境下,凝视型红外系统的冷反射现象就需要进行重新的评价.文中通过实例分析了凝视型红外系统中的冷反射现象以及控制方法。
关键词:红外技术;冷反射;光学系统:中图分类号:v448.21文献标识码:A文章编号:1007.227“2006)增B.O008.04N ar ci s s us ef l.ect i n s t a r i ng i nl.r ar ed opt i c al s ys t emZ H A N G L i aI l g(L uoy如g El∞昀.opti c“Equipm cn t R es ea r ch I n8H t t I t c of A V l C I,L∞y趴g47l009,chi哪A bs t r act:N ow adays,i n厅ar ed t ec l l n0109y i s邳l pl i e d i n m a n y f i el ds s uch as i ndus仃y m edi cal equi p m cnt and na t i ona l de fe ns e.T her ef or e,opt i ca l s ys t em m us t haV e ped’ect蛔age qual i哆In行ar ed叩ti cal s ys t em c an be sor t e d t o s c an t ype or st ar i ng t ype by w or k m ode.For ge ne ra l kno w l edg e,N ar ci s sus e日’ec t i Il no s can s yst em c an be el i m i na bl e by N U C.H o w eV e r,The t hem l aI equi p m ent m ay be ope ra t ed i n V i br at i on condi t i on.I n t hu s e nvi ronm e nt,N ar c i s s us ea’cct needs t o do a new l y eV a l ua t i on.Thi s a ni c l e des碰bes t he na rc i s sus eabct洫s蜥ng i n靠ar ed opt i ca l s ys t em,a nd a na l yz es i t by exam pl e.M or eoV%i t al s o舒V es t he m et h ods l o aV o i d t hi s ph%om enon.Fi l l al l y,i t l is ts m e si nm l a t i ng r esu l t s by叩t i cal de s i gn so脚are C oD E V.K ey w ords:I n行a re d t e chnol ogy;N ar c i s s us efr ect;opt i cal s),s t emO引言近年来随着红外技术的长足发展,各种红外装置已广泛的应用在国防、工业、医疗等领域。
显微热成像系统的噪声等效温差和噪声等效辐射率差模型及其分析
摘 1, 2
,
金伟其 ,
1
王霞 ,
1
王岭雪 ,
1
陈翼男 ,
1
杜书春
1 066004)
( 1 北京理工大学 信息科学技术学院光电工程系 , 北京
100081; 2 燕山大学 光电子 系 , 河北 , 秦皇岛
要 : 提出一种可用于大规模集成芯片、 生物医学和科学研 究等显微热 诊断的显 微热成 像设计 方案 . 研究了 显
微热 成像系统的噪声等效温差 ( N ET D) 和噪声等效辐射 率差 ( N EED) 模 型 , 分 析了 显微 热成像 与望 远模式 热成 像 的差 异 . 针对理想光子探测器和理想热探测器 , 探讨了显微热成像系统的 N ET D 和 N EED 的 关系 . 理论推导及 仿 真结果表明二者是以背景温度为函数的非线性关系 . 从理论上给出了提高显微热成像质量的一些建议 . 关键词 : 显微热成像 ; 噪声等效温差 ; 数学模型 ; 噪声等效辐射率差 中图分类号 : T N 211 文献标识码 : A
式中: c1 为第一辐射常数, c1 = 3 741 8 ! 10-
c 2 为第二辐射常数, c 2 = 1 438 8 ! 10- 2 m ∀K . 描述热成像系统性能有一系列性能参数, 如瞬 时视场 IF OV 、 调制传 递函数 MT F 、 噪声等效 温差 NET D、 最小可探测温差 M DT D 和最小可分辨温差 M RT D 等, 其中 NET D 是衡量热成像系统 温度分 辨特性的基本参数 . 对于显微热成像分析, 通常不仅关注物体的温 度细微分布 , 而且也希望了解物体表面的辐射特性 分布, 故评价显微热成像系统的性能还需要噪声等 效辐射率差 0 基金项目 : 北京市自然科学基金资助项目 ( 4062029) 作者简介 : 高美静 ( 1977 ) , 女, 在职博士生 , E mail: mat labgirl@ bit . edu. cn; 金伟其 ( 1961
数字热成像中噪点信息矢量量化算法
的抗噪性能不好。提出一种基于强边缘保留和误差补偿编码的数字热成像中噪点信息矢量量化算 处理精度。仿真表明, 本算法对数字热成像噪点信息的矢量量化效果较好, 去噪性能优越, 进行矢量量 优越。
化处理后, 实现噪点去除, PSNR 值较传统方法都有明显提高,提高对图像目标的识别性能, 较传统方法 关键词: 数学热成像; 噪点; 矢量量化 中图分类号: TP391 文献标识码: A 文章编号: 1001-7119 (.31 No.6 Jun. 2015
数字热成像中噪点信息矢量量化算法
(塔里木大学 信息工程学院, 新疆 阿拉尔 843300)
施明登, 孟洪兵, 白铁成
摘 要: 对数字热成像的噪点信息矢量量化是实现图像去噪, 提高图像识别能力的关键技术。传统方
法中对数字热成像中噪点信息矢量量化算法采用 LBG 算法, 当图像出现灰色关联度噪点时, 量化算法 法。用量化误差补偿法对量化的热成像进行补偿, 消除当前图像块的瑕疵特征点, 提高误差补偿编码
Noise Information Vector Quantization Algorithm for Digital Thermal Imaging
Shi Mingdeng,Meng hongbing,Bai Tiecheng
(College of Information Engineering, Tarim University,ALaEr Xinjiang 843300,China) Abstract:The noise information of vector quantization for digital thermal imaging is the realization of image denoising, the key technology to improve image recognition ability. In the traditional method of noise information vector quantization algo⁃ rithm for digital thermal imaging using LBG algorithm, when the image appears gray correlation noise, anti noise perfor⁃ mance quantization algorithm is not good. A noise information vector quantization algorithm for digital thermal imaging strong edge preserving and error compensation coding based on. To retain the compression processing digital thermal imag⁃ ing strong edges, using strong edge preserving compression, the elimination of the current image block defect feature point, zation algorithm for digital thermal imaging noise information is obtained, the denoising performance is superior, vector quantization is performed after treatment, achieves the noisy filter, improves the recognition performance of the image, it compared with the traditional method is superior. Keywords:mathematical thermal imaging;noise;vector quantization improve the processing accuracy error compensation code. Simulation results show that the better effect of the vector quanti⁃
凝视型热成像系统信号传递函数测试与分析
- 1. 5 1. 2910
3 122. 5190
-1 1. 2550
3. 5 145. 1410
- 0. 5 0. 3330
4 166. 9140
0 0 4. 5 189. 8590
0. 5 14. 9530
5 213. 5330
1 35. 0580
5. 5 236. 3390
1. 5 56. 0810
H U M i ngp eng 1, 2 , M A D ongm ei 1 , L I U Zhix iang 1, 2
( 1. Changch un Ins titu te of Optics, Fin e M echanics and Phys ics, Chinese Academy of Sciences, Chan gchun 130033, China; 2. Graduate Sch ool of Ch ines e Academy of Sciences, Beijing 100039, China)
统的数值孔径; T B 为环境温度; T SY S ( K) 为系统的透过率; T ATM ( K) 为光源和红外系统间的大气传递系数;
Me ( K, T T ) 为目标辐射出射度; M e( K, T B ) 为背景辐射出射度。
系统的响应可以进一步表示为:
Q $V SY S =
G
K2 K1
R(
K)
相对湿度( % )
靶标
61
圆孔靶
$T ( K) 0. 5
光路衰减 0. 9
表 1 为实验条件, 按照 4. 1 测试步骤得到测试数据如表 2 所示:
表 2 SiT F 测量数据 T ab. 2 M easur ement r esult of S iT F
凝视热成像系统仿真软件
凝视热成像系统仿真软件
段永红;彭新红
【期刊名称】《上海水产大学学报》
【年(卷),期】2002(11)3
【摘要】现代高科技的发展离不开系统的理论指导及计算机模拟。
通过研究热成像系统原理 ,用VC 语言编制了一个热成像系统仿真软件包。
该软件包除了可以计算热成像系统包括MRTD ,MTF ,NETD ,MDTD ,视距等的静态性能参数外 ,还有一个非常创新的特点 :它允许用户输入原始图像 ,在选定的热成像系统的作用下 ,用户可以得到被所选定的热成像系统任何模块 (如大气、光学系统、探测器、电子学等 )处理过的图像 ,真实直观地观察各个模块对图像的影响。
【总页数】5页(P272-276)
【关键词】凝视热成像系统;仿真软件;系统评估;VC++语言;线性滤波理论
【作者】段永红;彭新红
【作者单位】上海水产大学计算机学院;中科院上海技术物理研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.73;TP391.9
【相关文献】
1.凝视型热成像系统信号传递函数测试与分析 [J], 胡明鹏;马冬梅;刘志祥
2.凝视热成像系统三维噪声分析法 [J], 房红兵;皮德富;王广民;顾文韵
3.凝视热成像系统MTF测试技术分析 [J], 房红兵;尹宝全;皮德富
4.凝视型热成像系统噪声模型研究 [J], 胡明鹏;马冬梅;李宏壮;郭岳峰
5.基于Vega的某凝视型红外热成像系统仿真研究 [J], 严文科;何永强;董伟
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凝视型红外成像系统中冷像的仿真分析
S m u a i n a l ss o h r is s i h t rng i l to na y i f t e na c s u n t e sa i
i fa e m a i g s se n r r d i gn y tm
LI Zh — in ,M A n m e U ix a g Do g— i,HU i g— e g 。 M n p n ,M A i, ’ Le 。
atr te ai r t n c dto s a e h n e .Th r f r , n c su a a3 i i e y m p ra t f r d sg f fe c l a o on i n c a g d h b i i r eeoe r a is s n lr s s v r i o tn o e i n o s
2Grd aeS ho fChn s Acd myo c ne , e ig 1 0 3 , ia . aut c o l iee ae fSi cs B in 0 0 9Chn ) o e j Absr c : I t sa ig i fae i a i g s se , n r is s e f cs c n b r mo e b te ta t n he trn n r r d m gn y tm ac su fe t a e e v d y h
凝视型红外光电系统噪声等效温差测量
凝 视 型 红 外 光 电系统 噪声 等效 温 差 测 量
胡 明鹏 一,李宏壮 一,马冬梅
(1 .中国科 学院长春 光学精密机械 与物理研究所 ,吉林 长春 10 3 ; 0 3 3 2 .中国科学院研究生院 ,北 京 10 3 0 0 9)
摘要 : 声等效温差(E D 是一个用以标志红外光电 系统灵敏度 的广泛使用 的参数 。 噪 NT) 本文采用三 维噪声模型对凝 视型红外光电系统噪声进行分析 ,将 系统噪声按时 间和 空间三维划分为七个噪声分 量,提 出 了 一种 系统噪声等效 温差(E D 的测 量方法。 目 图像进行多帧采集 , NT) 对 标 建立七个与噪声有 关的数据 集, 提取 出与系统各噪声相关的 分量' 用最小二乘法对 系统信号传递 函数(iF进行拟合 。通过 实验 ,研究 了系统的积分时间 、增益等参数对 噪声 S ) T
(1C ag h nIsi t o p i , ie ca i adP yi , . h n c u ntu t e fO t sF n Meh nc n hs s c s c teC iee cd m cecs C ag h n10 3 , hn ; h hns a e yo i e, h n c u 3 0 3 C ia A fS n 2 G a u tS h o o teC iee cd m f cecsB in 0 0 9 C ia) . rd ae co lf h h s A a e yo S ine, e i 10 3 , h n jg n
etbi e , de eycmp nn f os o e . h ncl l e eSg aT ase F n t n(iF b s gtel s s l hd a r o o et i ig t n T e a ua in l rnf u ci ST ) y i at a s n v on es t c tt h r o unh e
浅析热成像系统噪声等效温差
浅析热成像系统噪声等效温差测试朱海龙马永龙(驻宜昌地区军代室,宜昌443005)摘要:本文阐述了目前国内外热成像整机测试系统中常用的NETD 测试原理及方法。
重点针对积分时间、增益设置、背景温度、图像增强、伽马矫正、高频滤波等几个常见的参数设置及非线性处理方式对NETD 测试结果的影响,提出了相应的测试说明及解决方案,为正确测试噪声等效温差提供了重要的参考依据。
关键词:红外探测;噪声等效温差;测试中图分类号:TN216文献识别码:A 文章编号:Development Analysis of Infrared Detection TechnologyZHU Hai-long MA Yong-long(EO Systems Office of PLA in Yichan Area, Wuhan 430073)Abstract:This paper introduced the history and generation standard of infrared detection technology for AAM, then the technology features of infrared detection were analyzed. This paper believed thatinter-generational change of infrared detection technology is arising as the significant progress of infrared detector, and its direct power is meeting the military needs. This paper summarized the development tendency of infrared detection technology for Guidance weapon, and predicted future infrared detection technology will be along the high-performance, low costand miniaturized direction.Keywords: Infrared Detection technology; Infrared detector; PGM;Development analysis作者简介:1引言在噪声等效温差实际测试中,各种参数的设置会对NETD 的测试结果产生较大的影响,尤其是第二代热成像系统,信号处理和焦平面响应的不均匀性以及各种图像处理技术的应用,使系统噪声变得更加复杂,并且以各自的方式影响着NETD 的测试结果。
大场景微波凝视关联成像方法及幅相误差校正研究
大场景微波凝视关联成像方法及幅相误差校正研究下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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噪声等效温差_NETD_测试方法分析
1997 年 7 月
图 5 信 号处理装置功能框图 Fig . 5 SPU functio nl blocks
下一步是评估每个可能目标的时间特性。这涉及处理图象的连续性, 识别目标出现的时间数。
该过程消除了太阳闪光和反射等引起的探测干扰, 提供目标优先的有用判据。在预先确定的帧数
其中 f R= 1/ 2 d, 文中把 d 引 伸为系统滞
留时间[ 5] , 对于 n 元并扫系统,
d=
n sc A BF
( 15)
其中 是瞬时 视场, sc是扫描 效率, AB
是总观察视场, F 是帧速。对( 14) , ( 15) 式定义
Vo l. 19 N o. 4
红 外 技 术
33
音, 则 g ( f ) = 1, 按( 12) 式,
f R=
2 f 0=
1 22 d
( 13)
文献[ 5] 把上述公式引用至多元扫描热象
仪, 建议使用一外部测量滤波器, 要求包括外部
测量滤波器在内的全部电路 M T F 应为:
r e( f ) =
1
( 14)
( 1+ f 2 / f 2R)
3. 4 NET D 测试时, 要求空间目标远大于瞬
时视场, 实际使用中若不满足这一条件, 可使系
统信噪比等于 1 的 N ET D 较满足这一条件的
NET D 相差很多。
4 小结
NETD 是衡量系统在噪声中辨别小信号
能力的一个参数, 可粗略估计系统灵敏度, 对于
扫描热象仪, 最关键的是噪声等效带宽 f R 的 计算, 我们建议 f R = k / td , td = a/ vx, 其中 a 为 在扫描方向探测器宽度, v x 是扫描速度, k 建议 取 4。
基于Vega的某凝视型红外热成像系统仿真研究
第9卷 第24期 2009年12月167121819(2009)2427382204 科 学 技 术 与 工 程Science Technol ogy and Engineering Vol 19 No 124 Dec .2009Ζ 2009 Sci 1Tech 1Engng 1基于Vega 的某凝视型红外热成像系统仿真研究严文科 何永强 董 伟(中国人民解放军军械工程学院光学与电子工程系,石家庄050003)摘 要 基于Vega 软件的红外仿真模块,结合凝视型热成像系统的具体成像原理,介绍了红外仿真的基本思路,分析了Sen 2s or W orks 模块的理论基础,把模块模型分解为调制传递函数模型和噪声模型;给出了具体的仿真结果。
关键词 凝视型红外热成像系统 Sens or W orks 模块 调制传递函数模型 噪声模型中图法分类号 TP391.9; 文献标志码 A2009年8月14日收到第一作者简介:严文科(1985—),男,汉族,河南省周口市人,硕士研究生,研究方向:虚拟仪器技术与应用。
凝视型热成像系统具有把系统的热灵敏度提高到单元探测器的(n H n V )1/2倍,最大限度地发挥探测器快速响应特性的优点[1],因此被广泛用于夜间观察、搜索跟踪、测试测量等方面。
该系统的核心部件就是凝视型红外焦平面阵列。
结合光学系统的结构和红外热辐射的基本原理,建立了辐射传输模型和光学系统模型,采用了Multigen 公司的Mul 2tigen Vega 软件中的红外传感器仿真模块Sens or V i 2si on 和Sens or W orks,重点研究该红外成像系统的仿真成像。
1 目标和环境辐射特性建立Sens or V isi on 模块通过确定大气状态、大气窗口、背景反射、太阳/月亮的反射、路径传输等要素来建立目标和背景的红外热辐射模型。
1.1 建立大气传输数据库Vega 软件提供一个大气数据库工具MAT (MO 2S ART ),它能根据经纬度、季节、时间、气象条件、观察角度、观察高度等要素来生成各种材料在设定条件下的辐射特性曲线。
一种基于热成像原理的图像热噪声去除算法
i n t h e a e r o — d y n a mi c e n v i r o n me n t . F i r s t l y , l i mi t e d s a mp l e r a y i s u s e d t o r e p r e s e n t t h e c o n t i n u o u s r a y wh i c h i s ra t c e d r e v e r s e l y , t h e r e l a t i o n s h i p b e t we e n t h e t e mp e r a t u r e o f t h e o p t i c a l wi n d o w a n d t h e i ma g e g r a y s c a l e o f t h e t h e r ma l n o i s e i s c a l c u l a t e d . S e c o n d l y , t h e i n ra f r e d i ma g e o f a p o i n t s o u r c e wh i c h i s t h r o u g h t h e h i g h t e mp e r a ur t e o p t i c a l wi n d o w u n d e r s o me a t mo s p h e r i c c o n d i t i o n i s s i mu l a t e d b y t h e e g V a . F i n a l l y , t h e i n ra f r e d i ma g i n g g r a y l e v e l d i s t r i b u t i o n o f t h e o p t i c a l wi n d o w i s c a l c u l a t e d b a s e d o n t h e r e l a t i o n s h i p b e we t e n t h e
凝视红外成像系统温度变化对其性能的影响
第37卷,增刊红外与激光工程2008年6月V ol.37SupplementInfrared and Laser EngineeringJun.2008收稿日期:2008-06-24作者简介:杨俊彦(3),男,山西忻州人,硕士生,主要从事红外系统设计、非均匀性校正技术研究。
yjy @凝视红外成像系统温度变化对其性能的影响杨俊彦,沈飞(上海航天局第803研究所,上海200233)摘要:在过去的凝视红外成像系统设计中,很少考虑成像系统自身组成部分的背景热辐射对其性能的影响,然而这些热辐射在某些成像系统中却是一个不可忽略的重要因素,尤其是采用非制冷探测器的成像系统。
因为在大多数实际的应用中,成像系统的温度是不可能保持不变的。
通过建立系统热辐射对其影响的模型,分析了系统自身组成部分温度变化对其性能的影响,表明了温度变化对系统性能有很大影响,同时提出了一种解决思路。
关键词:凝视系统;温度变化;非制冷探测器中图分类号:TN215文献标识码:A文章编号:1007-2276(2008)增(红外)-0487-03Influence on the per formance of star ing infrared imaging systemdue to its temper ature var iationY ANG Jun-yan,SHEN Fei(No.803Research Institute of Shanghai Academy of Spaceflight Technology,Shanghai 200233,China )Abstr act:The background thermal radiation from internal parts of the staring infrared imaging system was usually not considered in designs of the system,however,these therm al radiations are an important parameter that can not be ignored in some imaging systems,especially in the system used the uncooled-detector,because the system temperature is not constant in most practical applications.A model about the background therm al radiation is established,and the influence on the performance of the system due to temperature variation is analyzed,then a prelim inary scheme to solve the problem is put forward.Key wor ds:Staring system;Temperature variation;Uncooled-detector0引言随着科技的进步,凝视红外成像系统在民用和国防领域得到了越来越广泛的重视,在电力、消防、冶金、化工、建筑、汽车、电子、军工等诸多行业都显示出了很强的应用价值,如医用热像仪、美国的THAAD 导弹、SBIRS 等都采用了凝视红外成像系统。
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凝 视 , 冬梅 李宏 壮 , 马 , 郭岳 峰
(. 1 中国科 学院长春光学精密机械与物理研究所 , 吉林 长春 1 03 ;. 30 3 2 中国科学院研究生院, 北京 10 3 ) 0 09
摘 要: 本文介绍 了凝视型热成像系统的噪声模型。首先分析 了一、 二代热成像系统噪声的不 同之处; 然后就二代热成像 系统分析 了三维噪声模 型, 系统噪声按时间、 将 空间三维空间划分 为7个噪声分量, 就三维噪声模型的各个分量表现方式进行详细地分析, 并给 出实验结果; 最 后就 三 维噪 声各 分 量对最 小 可分辨 温差 ( T 的影响进 行 了探讨 。 MR D) 关键词: 凝视型热成像 系统; 噪声; 性能模型; 噪声等效温差; 最小可分辨温差 中图分类 号 : N 1 T 25 文 献标 识码 : A
() 2 第一 代热成 像 系统 探 测器 的性 能好 坏决 定 了整个 系统 的性 能 , 测器 的噪 声在 整 个 系统 中 占 探 主导地 位 , 噪声 功 率 谱 为 白噪声 。第 二代 热 成 像 其
声、 产生 一 复合噪声 、 散粒噪声等。各种噪声的起 因 不同, 并且它们总是以综合 的形式表现出来 , 因此分 别对 它们 精确 测量是 比较 困难 的 。要评 估 热成像 系 统的噪声 , 噪声测量计算模 型的合理建立是至关重 要的, 本文 着重介 绍 凝 视 型热 成 像 系 统 噪声 模 型 的 建立 及其计 算 。 2 不 同热成 像 系统噪 声 第 一代 热成像 系统 与第二 代热 成像 系统 的噪声 特征有很大区别。 () 1 第一代 热成 像 系统 探 测器 和 后 续 电子 处 理 系统是可分离的, 而第 二代热成像系统采用 了先进 的焦平面阵列技术和复杂 的后续处理 电路 , 信号的 采样 、 放大 、 多路传输、 处理与探测器均集成在一起 , 从 而使 得一 代和二 代热 成像 系统 噪声测 量点 发生 变
( .C agh nIstt o pi , ieMehnc n h s s C ieeA a e yo c ne,C a gh n10 3 , hn ; 1 hneu tue f t s Fn c ai adP yi , hn s cdm f i cs hn cu 30 3 C i ni O c s c Se a 2 rdaeSho o C i s cd m f i cs B in 0 0 9 C i ) .G aut c ol f hn eA a e yo e e , e i 10 3 ,hn e c S n jg a
The Nos o e ft e S a i ma e S se ie M d lo h t rng I g y tm
HU n — e g , Mi g p n ,MA n . i Do g me ,LIHo g z u n ,GUO e f n n —h a g , Yu —e g ,
d e d,whc s u e o a ay e t e n ie o e sa i gi g e s s m.T e n ie o e s s m sd vd d i t o ue ih i s d t n z os ft t r ma y t l h h n e h o s ft y t i i ie n o7 c m- h e p n n s a d e ey c mp n n sa ay e e i,t e r s l o e e p r n sp t o w r .At a t he a e t n o e t , n v r o o e t n z d i d t l h e ut f x i i l n a t h e me ti u r a d f s ,t f c i l o o v r os o o e t f ey n ie c mp n n ,wh c a e t e MRT e ih C a c n f h t D,i d s u s d s ic se .
Ke r s sa ig i g e s se ; o s ; ef r a c d e ; T ; T y wo d : tr ma y t m n ie p ro n e mo l NE D MR D n m
1 引 言
化 , 图 1 不。 如 所
热成 像 系统 的噪声对 成像 质量影 响很 大 。热成 像 系统 中存 在 各 种 类 型 的 噪 声 , 热 噪 声 、/ 如 1f噪
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第3 7卷 第 9期 20 07年 9月
激 光 与 红 外
I S & I R A ER NF ARE D
Vo . 7, . 1 3 No 9 S pe e , 0 7 e tmb r 2 0
文 章 编 号 :0 1 0 8 20 ) 90 6 -4 10 - 7 (0 7 0 -830 5
Ab t a t I i p p r h os f tr gt e ma ma ig s se i d s u s d i t t e d f r n e ew e e sr c :n t s a e ,t e n i o a i h r l h e s n i gn y tm s ic s e .F r l h i e e c sb t e n t s y, h
i d s c n - e e ai r l i g y t m r t td a d a a z d f t n e o d g n r t n t e a ma e s se a e sae n n y e . S c n l s r a o h m l e o dy,te 3 D o s d li it - h - n ie mo e s n r o