光電成像系統(tǒng)復習

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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：光線很差時人的視覺能力很差；(2)分辨力的限制：沒有足夠的視角和對比度就難以辨識；(3)時間上的限制：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)這門學科。擴展視見光譜范圍、視見靈敏度和時空限制。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通過外光電效應將入射的輻射圖像轉(zhuǎn)換為電子圖像；②由電場或電磁場的

2、聚焦加速作用進行能量增強以及通過二次發(fā)射作用進行電子倍增;③經(jīng)過增強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接收二維的光學圖像或熱圖像,②利用光敏面的光電效應或熱電效應將其轉(zhuǎn)換為二維電荷圖像并進行適當時間的存儲,③然后通過電子束掃描或電荷耦合轉(zhuǎn)移等方式,輸出一維時間的視頻信號。3.變像管與像增強器的異同。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：入射圖像的光譜和出射圖像的光譜完全不同，輸出圖像的光譜是可見光。像增強器：接受微弱可見光圖像的直視型光電成像器件：級聯(lián)式像增強器

3、、帶微通道板的像增強器、負電子親和勢光陰極的像增強器等。共同特點：輸入的光學圖像極其微弱，經(jīng)器件內(nèi)電子圖像的能量增強和數(shù)量倍增后通過熒光屏輸出可見光學圖像。第二章：1.絕對視覺閾、閾值對比度、光譜靈敏度；人眼的絕對視覺閾所謂人眼的絕對視覺閾，是在充分暗適應的狀態(tài)下，全黑視場中，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。人眼的閾值對比度閾值對比度是指在一定背景下把目標鑒別出來所必須的目標在背景中的襯度(對比度C)。C的倒數(shù)成為反襯靈敏度。人眼的光譜靈敏度人眼對不同波長的光具有不同的靈敏度響應，不同人的眼睛，對波長靈敏度響應也有差異。在可見光區(qū)域內(nèi)

4、，任意波長與555nm波長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曲線。2.約翰遜準則對探測水平的分級及其各自的定義；人眼在搜索目標像時，眼睛的連續(xù)響應可分為探測(發(fā)現(xiàn))、定向、識別和辨別四個等級(探測水平)。探測視場內(nèi)發(fā)現(xiàn)目標分辨力1.0左右定向可大致區(qū)分目標是否對稱及方位1.4識別可將目標分類分辨力4.0辨別區(qū)分型號及其他特征6.43.Rand探測-識別模型。其中，PR是顯示器上目標的識別概率，P1是搜索一個確定的包含有目標的面積時，掃視到目標的概率；P2是掃視到的目標被探測的概率，稱為對比度探測；P3是探測到的目標被識別的概率；η是總的噪聲引起的

5、衰減因子。4.Rand模型如何把搜索過程簡單化？探測—識別模型沒有考慮噪聲對P1、P2、P3影響，用總噪聲的衰減因子表示噪聲對識別概率的影響：式中，SNR是輸出顯示信噪比。探測—識別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)幾個參數(shù)的函數(shù)，并把噪聲項進行單獨處理，從而把問題簡單化。第三章：1.基爾霍夫定律及其物理意義；基爾霍夫(1859)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)，只與波長和溫度有關(guān)，都等于同一溫度下絕對黑體(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)

6、也大，如果物體不能發(fā)射某一波長的輻射能，那么它也不能吸收該波長的輻射能，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)：輻射度學和光度學。輻射度學建立在物理測量基礎(chǔ)上，是輻射能的客觀度量，不受人眼主觀視覺的限制，適用于整個光輻射范圍；輻射度學參數(shù)是純粹的技術(shù)參數(shù)，不涉及光對人類的影響作用，這些參數(shù)可從功率單位瓦特推導得到。光度學建立在人眼對光輻射的主觀感覺基礎(chǔ)上，需要考慮人眼的光譜響應曲線，是心理物理法的測量，不適用于紅外輻射、紫外輻射；光度學參數(shù)是從光通量單位流明推導得到。波長λ的輻射通量Pλ和引起人眼感受的光通量Φλ的關(guān)系：對于某波段[λa,λ

7、b]的輻射功率所產(chǎn)生的光通量為:式中，Δλ=λi-λi-1，是第i個波長區(qū)間的寬度。3.紅外目標仿真器的基本要求；目前通過哪幾種技術(shù)途徑實現(xiàn)。紅外場景仿真器的6個技術(shù)要求(1)溫度范圍(2)溫度分辨力—紅外目標仿真器產(chǎn)生的最小溫差(3)空間分辨力—紅外仿真器產(chǎn)生場景的空間分辨水平(4)動態(tài)范圍（灰度級）(5)時間分辨力(6)目標圖像尺寸紅外目標仿真的方法：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。可見光-紅外圖像變換法：用可見光-紅外圖像變換器將可見光進行波長變換，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