针对TDI推扫型光学遥感载荷在轨工作时可能出现的垂轨或沿轨方向图像质量下降现象,提出一种基于在轨MTF测试的单方向可定量图像质量提升方法。首先,采用刃边法测试得到沿轨和垂轨两个方向的MTF曲线,选取从零频到奈奎斯特频率范围内的n...针对TDI推扫型光学遥感载荷在轨工作时可能出现的垂轨或沿轨方向图像质量下降现象,提出一种基于在轨MTF测试的单方向可定量图像质量提升方法。首先,采用刃边法测试得到沿轨和垂轨两个方向的MTF曲线,选取从零频到奈奎斯特频率范围内的n个不同频率点,根据MTF目标值与实测值的比值确定各选定频率点的MTF提升倍数,依据频域响应特性并以提升倍数作为频域响应幅值构建空域卷积函数,同时结合在轨实测信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)构建抑噪函数,在确保SNR的前提下实现的MTF的定量提升。根据在轨试验验证结果表明,按照所提方法进行图像质量提升,在噪声抑制阈值0.5 dB范围内,垂轨方向MTF基本不变,沿轨方向奈奎斯特频率点的MTF提升2.51倍,获取的图像清晰度提升8.33%,证明该方法可有效实现定量图像质量提升。展开更多
为了压缩总长度,红外热像仪普遍采用双反射镜折布局(U型)及箱式壳体,而现有传函仪仅能测量非折转布局(一字型)的光学系统的调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF),导致传函仪无法接到U型光学系统的像面,因此无法测量其MTF。...为了压缩总长度,红外热像仪普遍采用双反射镜折布局(U型)及箱式壳体,而现有传函仪仅能测量非折转布局(一字型)的光学系统的调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF),导致传函仪无法接到U型光学系统的像面,因此无法测量其MTF。为了解决该难题,本文采用光瞳衔接的方式,设计和加工一个中继镜组把U型光学系统的像面引出,通过测量组合系统的MTF,再计算出U型光学系统的MTF,从而解决其MTF测量的难题。然后使用6个同一个型号的红外热像仪对测量方法进行验证,在排除影响测量的干扰因素以后,通过测量组合系统MTF,再计算出U型光学系统的MTF。同时,在测量过程中发现5#、6#红外热像仪的U型光学系统的MTF下降较多,通过红外中心偏差测量仪的测量,发现第三、四镜片的中心偏差较大,故重新装调和控制,从而使U型光学系统的MTF有大幅提升。该方法为U型光学系统的MTF测量和性能提升提供了新的思路。展开更多
对红外光学系统的中心偏差开展分析,构建中心偏差分析流程,并提出相应的装调方法。首先,对红外光学系统的中心偏差的成因初步解构为光学元件的子午和弧矢方向的倾斜变化与平移变化,并将该变化量通过公差的形式,与光学性能指标——调制...对红外光学系统的中心偏差开展分析,构建中心偏差分析流程,并提出相应的装调方法。首先,对红外光学系统的中心偏差的成因初步解构为光学元件的子午和弧矢方向的倾斜变化与平移变化,并将该变化量通过公差的形式,与光学性能指标——调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)以及光轴漂移量建立关系,得到各光学元件公差引起的空间姿态与理想系统光轴之间的差异,并根据差异的大小,评估各光学元件对MTF的贡献度以及对系统光轴的影响程度,建立各光学元件的灵敏度表。根据各光学元件的灵敏度结果,以系统指标要求的光轴漂移量为分析点,利用蒙特卡罗(Monte Carlo)计算引擎对各光学元件以及组件的各种姿态组合进行计算,得出光学元件在满足指标要求下的公差限。根据以上的分析结果,提出基于光轴偏移校正和光学元件位置调整的调校方法,该方法利用中心偏测量仪实时监测敏感元件的中心偏差,并通过有效的光轴偏移校正和元件位置调整,使光学系统的中心对准光轴。通过实验验证,证明了该调校方法能够有效减小中心偏差,提高红外光学系统的性能和图像质量。展开更多
中低分辨率在轨运行卫星遥感器的调制传递函数（Modulation Transfer Function，MTF）的监测一直是研究的难题。现提出的方法解决了中低分辨率在轨运行卫星遥感器MTF监测的关键技术。考虑到卫星遥感器的最终产物是遥感图像，从图像信息...中低分辨率在轨运行卫星遥感器的调制传递函数（Modulation Transfer Function，MTF）的监测一直是研究的难题。现提出的方法解决了中低分辨率在轨运行卫星遥感器MTF监测的关键技术。考虑到卫星遥感器的最终产物是遥感图像，从图像信息理解的三要素出发，即灰度、纹理和边缘，分析图像三要素与遥感器MTF的关系。在分析过程中，应用主成分分析方法，不仅对多组原始数据进行了简化，而且对图像参数进行了降维。通过与其它方法的比较，进一步验证了使用主成分分析方法降维的有效性；同时实验结果亦表明了主成分分析方法的可靠性。最后建立了图像单个综合参数与MTF的关系模型，拟合结果说明，此模型能较好地表达图像参数与MTF之间的关系，这将为在轨运行条件下的建模提供十分重要的技术支持。展开更多
卫星振动不仅会引起TDI(Time Delay and Integration)CCD相机像元采样的不规则性,还会引起像元弥散斑空间分布的不一致性,导致图像传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)产生空间变化,从而制约高分辨率图像振动复原质量。本文从...卫星振动不仅会引起TDI(Time Delay and Integration)CCD相机像元采样的不规则性,还会引起像元弥散斑空间分布的不一致性,导致图像传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)产生空间变化,从而制约高分辨率图像振动复原质量。本文从卫星振动对TDICCD相机推扫成像采样过程的作用机理出发,结合理论推导与仿真研究,得到了平台振动引起的图像空间移变降质及表征方法。然后在振动复原模型的基础上,推导得出MTF空间移变降质对复原处理误差的影响,并基于实际卫星图像开展了复原实验。实验结果表明:当振动所致图像MTF空间移变降质小于15%时,复原处理后的图像与理想图像的结构相似度优于0.95,而且处理误差所导致的图像失真不影响判读质量。展开更多
调制传输函数MTF(Modulation Transfer Function)是评价光学传感器性能的一个重要的指标。本文对MTF在轨评估技术中的刃边法算法进行深入研究,通过分析对比当前主流算法在刃边法关键环节上的处理方法,对算法进行了优化,然后利用仿真方...调制传输函数MTF(Modulation Transfer Function)是评价光学传感器性能的一个重要的指标。本文对MTF在轨评估技术中的刃边法算法进行深入研究,通过分析对比当前主流算法在刃边法关键环节上的处理方法,对算法进行了优化,然后利用仿真方法对优化算法进行了精度分析,并与国际标准组织提供的MTF评估算法(ISO 12233)进行了比较。精度分析结果表明:在相同仿真条件下,该算法的计算精度优于ISO12233评估算法,适用于高分辨率光学载荷的MTF在轨评估。展开更多
文摘针对TDI推扫型光学遥感载荷在轨工作时可能出现的垂轨或沿轨方向图像质量下降现象,提出一种基于在轨MTF测试的单方向可定量图像质量提升方法。首先,采用刃边法测试得到沿轨和垂轨两个方向的MTF曲线,选取从零频到奈奎斯特频率范围内的n个不同频率点,根据MTF目标值与实测值的比值确定各选定频率点的MTF提升倍数,依据频域响应特性并以提升倍数作为频域响应幅值构建空域卷积函数,同时结合在轨实测信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)构建抑噪函数,在确保SNR的前提下实现的MTF的定量提升。根据在轨试验验证结果表明,按照所提方法进行图像质量提升,在噪声抑制阈值0.5 dB范围内,垂轨方向MTF基本不变,沿轨方向奈奎斯特频率点的MTF提升2.51倍,获取的图像清晰度提升8.33%,证明该方法可有效实现定量图像质量提升。
文摘为了压缩总长度,红外热像仪普遍采用双反射镜折布局(U型)及箱式壳体,而现有传函仪仅能测量非折转布局(一字型)的光学系统的调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF),导致传函仪无法接到U型光学系统的像面,因此无法测量其MTF。为了解决该难题,本文采用光瞳衔接的方式,设计和加工一个中继镜组把U型光学系统的像面引出,通过测量组合系统的MTF,再计算出U型光学系统的MTF,从而解决其MTF测量的难题。然后使用6个同一个型号的红外热像仪对测量方法进行验证,在排除影响测量的干扰因素以后,通过测量组合系统MTF,再计算出U型光学系统的MTF。同时,在测量过程中发现5#、6#红外热像仪的U型光学系统的MTF下降较多,通过红外中心偏差测量仪的测量,发现第三、四镜片的中心偏差较大,故重新装调和控制,从而使U型光学系统的MTF有大幅提升。该方法为U型光学系统的MTF测量和性能提升提供了新的思路。
文摘对红外光学系统的中心偏差开展分析,构建中心偏差分析流程,并提出相应的装调方法。首先,对红外光学系统的中心偏差的成因初步解构为光学元件的子午和弧矢方向的倾斜变化与平移变化,并将该变化量通过公差的形式,与光学性能指标——调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)以及光轴漂移量建立关系,得到各光学元件公差引起的空间姿态与理想系统光轴之间的差异,并根据差异的大小,评估各光学元件对MTF的贡献度以及对系统光轴的影响程度,建立各光学元件的灵敏度表。根据各光学元件的灵敏度结果,以系统指标要求的光轴漂移量为分析点,利用蒙特卡罗(Monte Carlo)计算引擎对各光学元件以及组件的各种姿态组合进行计算,得出光学元件在满足指标要求下的公差限。根据以上的分析结果,提出基于光轴偏移校正和光学元件位置调整的调校方法,该方法利用中心偏测量仪实时监测敏感元件的中心偏差,并通过有效的光轴偏移校正和元件位置调整,使光学系统的中心对准光轴。通过实验验证,证明了该调校方法能够有效减小中心偏差,提高红外光学系统的性能和图像质量。
文摘中低分辨率在轨运行卫星遥感器的调制传递函数（Modulation Transfer Function，MTF）的监测一直是研究的难题。现提出的方法解决了中低分辨率在轨运行卫星遥感器MTF监测的关键技术。考虑到卫星遥感器的最终产物是遥感图像，从图像信息理解的三要素出发，即灰度、纹理和边缘，分析图像三要素与遥感器MTF的关系。在分析过程中，应用主成分分析方法，不仅对多组原始数据进行了简化，而且对图像参数进行了降维。通过与其它方法的比较，进一步验证了使用主成分分析方法降维的有效性；同时实验结果亦表明了主成分分析方法的可靠性。最后建立了图像单个综合参数与MTF的关系模型，拟合结果说明，此模型能较好地表达图像参数与MTF之间的关系，这将为在轨运行条件下的建模提供十分重要的技术支持。
文摘卫星振动不仅会引起TDI(Time Delay and Integration)CCD相机像元采样的不规则性,还会引起像元弥散斑空间分布的不一致性,导致图像传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)产生空间变化,从而制约高分辨率图像振动复原质量。本文从卫星振动对TDICCD相机推扫成像采样过程的作用机理出发,结合理论推导与仿真研究,得到了平台振动引起的图像空间移变降质及表征方法。然后在振动复原模型的基础上,推导得出MTF空间移变降质对复原处理误差的影响,并基于实际卫星图像开展了复原实验。实验结果表明:当振动所致图像MTF空间移变降质小于15%时,复原处理后的图像与理想图像的结构相似度优于0.95,而且处理误差所导致的图像失真不影响判读质量。
文摘调制传输函数MTF(Modulation Transfer Function)是评价光学传感器性能的一个重要的指标。本文对MTF在轨评估技术中的刃边法算法进行深入研究,通过分析对比当前主流算法在刃边法关键环节上的处理方法,对算法进行了优化,然后利用仿真方法对优化算法进行了精度分析,并与国际标准组织提供的MTF评估算法(ISO 12233)进行了比较。精度分析结果表明:在相同仿真条件下,该算法的计算精度优于ISO12233评估算法,适用于高分辨率光学载荷的MTF在轨评估。
