光電成像系統(tǒng)復(fù)習(xí)

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1、光電成像系統(tǒng)基礎(chǔ)理論第一章：1.人眼視覺性能的局限性；(1)靈敏度的限制：光線很差時(shí)人的視覺能力很差；(2)分辨力的限制：沒有足夠的視角和對(duì)比度就難以辨識(shí)；(3)時(shí)間上的限制：變化過去的影像無法存留在視覺上；(4)空間上的限制：離開的空間人眼將無法觀察；(5)光譜上的限制：人眼局限于電磁波的可見光區(qū)；因此，眼睛的直觀視覺只能有條件地提供圖像信息，為了突破人眼的限制催生了光電成像技術(shù)這門學(xué)科。擴(kuò)展視見光譜范圍、視見靈敏度和時(shí)空限制。2.光電成像系統(tǒng)的分類以及各自的工作方式；（1）直視型光電成像系統(tǒng)工作方式：①通過外光電效應(yīng)將入射的

2、輻射圖像轉(zhuǎn)換為電子圖像；②由電場(chǎng)或電磁場(chǎng)的聚焦加速作用進(jìn)行能量增強(qiáng)以及通過二次發(fā)射作用進(jìn)行電子倍增;③經(jīng)過增強(qiáng)的電子圖像轟擊熒光屏，激發(fā)熒光屏產(chǎn)生可見光圖像。（2）電視型光電成像系統(tǒng)工作方式：①接收二維的光學(xué)圖像或熱圖像,②利用光敏面的光電效應(yīng)或熱電效應(yīng)將其轉(zhuǎn)換為二維電荷圖像并進(jìn)行適當(dāng)時(shí)間的存儲(chǔ),③然后通過電子束掃描或電荷耦合轉(zhuǎn)移等方式,輸出一維時(shí)間的視頻信號(hào)。3.變像管與像增強(qiáng)器的異同。變像管：接受非可見輻射圖像的直視型光電成像器件：紅外變像管、紫外變像管和X射線變像管等。共同特點(diǎn)：入射圖像的光譜和出射圖像的光譜完全不同，輸出

3、圖像的光譜是可見光。像增強(qiáng)器：接受微弱可見光圖像的直視型光電成像器件：級(jí)聯(lián)式像增強(qiáng)器、帶微通道板的像增強(qiáng)器、負(fù)電子親和勢(shì)光陰極的像增強(qiáng)器等。共同特點(diǎn)：輸入的光學(xué)圖像極其微弱，經(jīng)器件內(nèi)電子圖像的能量增強(qiáng)和數(shù)量倍增后通過熒光屏輸出可見光學(xué)圖像。第二章：1.絕對(duì)視覺閾、閾值對(duì)比度、光譜靈敏度；人眼的絕對(duì)視覺閾所謂人眼的絕對(duì)視覺閾，是在充分暗適應(yīng)的狀態(tài)下，全黑視場(chǎng)中，人眼感覺到的最小光刺激值(用照度表示，單位lx)，在10-9數(shù)量級(jí)。人眼的閾值對(duì)比度閾值對(duì)比度是指在一定背景下把目標(biāo)鑒別出來所必須的目標(biāo)在背景中的襯度(對(duì)比度C)。C的倒數(shù)

4、成為反襯靈敏度。人眼的光譜靈敏度人眼對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有不同的靈敏度響應(yīng)，不同人的眼睛，對(duì)波長(zhǎng)靈敏度響應(yīng)也有差異。在可見光區(qū)域內(nèi)，任意波長(zhǎng)與555nm波長(zhǎng)處的輻射功率之比稱為光譜靈敏度，其構(gòu)成的曲線就稱為光譜響應(yīng)曲線。2.約翰遜準(zhǔn)則對(duì)探測(cè)水平的分級(jí)及其各自的定義；人眼在搜索目標(biāo)像時(shí)，眼睛的連續(xù)響應(yīng)可分為探測(cè)(發(fā)現(xiàn))、定向、識(shí)別和辨別四個(gè)等級(jí)(探測(cè)水平)。探測(cè)視場(chǎng)內(nèi)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)分辨力1.0左右定向可大致區(qū)分目標(biāo)是否對(duì)稱及方位1.4識(shí)別可將目標(biāo)分類分辨力4.0辨別區(qū)分型號(hào)及其他特征6.43.Rand探測(cè)-識(shí)別模型。其中，PR是顯示器上目標(biāo)

5、的識(shí)別概率，P1是搜索一個(gè)確定的包含有目標(biāo)的面積時(shí)，掃視到目標(biāo)的概率；P2是掃視到的目標(biāo)被探測(cè)的概率，稱為對(duì)比度探測(cè)；P3是探測(cè)到的目標(biāo)被識(shí)別的概率；η是總的噪聲引起的衰減因子。4.Rand模型如何把搜索過程簡(jiǎn)單化？探測(cè)—識(shí)別模型沒有考慮噪聲對(duì)P1、P2、P3影響，用總噪聲的衰減因子表示噪聲對(duì)識(shí)別概率的影響：式中，SNR是輸出顯示信噪比。探測(cè)—識(shí)別Rand模型采用了分離變量的方法，使P1、P2、P3表示為不受噪聲影響的少數(shù)幾個(gè)參數(shù)的函數(shù)，并把噪聲項(xiàng)進(jìn)行單獨(dú)處理，從而把問題簡(jiǎn)單化。第三章：1.基爾霍夫定律及其物理意義；基爾霍夫(1

6、859)定律：物體的發(fā)射本領(lǐng)eλ或輻射出射度M和吸收本領(lǐng)a的比值與物體的性質(zhì)無關(guān)，只與波長(zhǎng)和溫度有關(guān)，都等于同一溫度下絕對(duì)黑體(a=1)的輻射出射度M0，即：基爾霍夫定律的物理意義：吸收本領(lǐng)大的物體，其發(fā)射本領(lǐng)也大，如果物體不能發(fā)射某一波長(zhǎng)的輻射能，那么它也不能吸收該波長(zhǎng)的輻射能，反之亦然。2.輻射度量與光度量的聯(lián)系與區(qū)別；光輻射度量有兩套度量系統(tǒng)：輻射度學(xué)和光度學(xué)。輻射度學(xué)建立在物理測(cè)量基礎(chǔ)上，是輻射能的客觀度量，不受人眼主觀視覺的限制，適用于整個(gè)光輻射范圍；輻射度學(xué)參數(shù)是純粹的技術(shù)參數(shù)，不涉及光對(duì)人類的影響作用，這些參數(shù)可從

7、功率單位瓦特推導(dǎo)得到。光度學(xué)建立在人眼對(duì)光輻射的主觀感覺基礎(chǔ)上，需要考慮人眼的光譜響應(yīng)曲線，是心理物理法的測(cè)量，不適用于紅外輻射、紫外輻射；光度學(xué)參數(shù)是從光通量單位流明推導(dǎo)得到。波長(zhǎng)λ的輻射通量Pλ和引起人眼感受的光通量Φλ的關(guān)系：對(duì)于某波段[λa,λb]的輻射功率所產(chǎn)生的光通量為:式中，Δλ=λi-λi-1，是第i個(gè)波長(zhǎng)區(qū)間的寬度。3.紅外目標(biāo)仿真器的基本要求；目前通過哪幾種技術(shù)途徑實(shí)現(xiàn)。紅外場(chǎng)景仿真器的6個(gè)技術(shù)要求(1)溫度范圍(2)溫度分辨力—紅外目標(biāo)仿真器產(chǎn)生的最小溫差(3)空間分辨力—紅外仿真器產(chǎn)生場(chǎng)景的空間分辨水平(

8、4)動(dòng)態(tài)范圍（灰度級(jí)）(5)時(shí)間分辨力(6)目標(biāo)圖像尺寸紅外目標(biāo)仿真的方法：熱輻射法：直接產(chǎn)生紅外輻射；通過溫度控制產(chǎn)生紅外輻射?？梢姽?紅外圖像變換法：用可見光-紅外圖像變換器將可見光進(jìn)行波長(zhǎng)變換，產(chǎn)生紅外圖像。視型光電成像系統(tǒng)第五章：1.像管的性能參數(shù)；(1