中国计量科学研究院 光学与激光计量科学研究所，北京 100013
为了减小不同光谱辐射计间瞄准区域差异带来的光谱辐射亮度不一致性，讨论了视场角及定位对于测量准确性的影响。通过建立太阳光白板和卤钨灯白板系统光路下的光谱辐射亮度测量模型，分析了不同几何光路视场区域平均辐射亮度与中心辐射亮度的差异。数值模拟表明，太阳光白板光路修正因子仅与视场角大小有关；卤钨灯白板光路修正因子随测量距离增大而减小，距离600 mm时8°和14°视场角的修正因子分别变为0.993 5和0.980 2。最后，实验验证了卤钨灯白板系统下角度误差和位移误差对光谱辐射亮度的影响。结果表明，修正因子对水平方向的角度误差和位移误差呈现非对称性，两侧差异高达2%。因此，依据视场角和几何定位可以对测量结果进行数据修正，有助于提升光谱辐射亮度测量不确定度水平。
光谱辐射计 光谱辐射亮度 视场角 修正因子 spectroradiometer spectral radiance field of view angle correction factor
安徽大学物理与材料科学学院, 安徽 合肥 230601
水雾环境对红外辐射有着较强的衰减作用。在工业生产中水雾环境十分常见, 连铸二冷区铸坯的冷却装置采用的就是人工水雾系统, 而准确掌握连铸二冷区铸坯表面温度对提高产品质量的稳定性具有重要意义。针对二冷区大量水雾对连铸坯表面非接触式测温存在干扰的问题, 提出了一种基于 Mie 散射理论的校正方法。首先根据现场使用的气水喷嘴进行模拟实验, 分析现场水雾的水流分布, 建立水雾状态模型; 然后分析水雾状态模型下红外辐射的衰减特性, 通过模拟试验计算得到相应的消光系数, 并利用朗伯比尔定律得到红外辐射衰减的校正因子, 将校正因子添加至非接触式红外测温系统中进行实时温度值的校正。研究表明, 通过校正因子的导入能够有效地提高非接触式红外测温系统的精度。
Mie 散射理论 水雾 辐射衰减 校正因子 红外测温 Mie scattering theory water mist radiation attenuation correction factor infrared temperature measurement 大气与环境光学学报
2022, 17(4): 476
1 暨南大学 广州可见光通信工程技术研究中心,广东 广州510632
2 暨南大学 广东高校光电信息与传感技术重点实验室,广东 广州510632
3 暨南大学 广州可见光通信重点实验室, 广东 广州510632
4 暨南大学 理工学院 光电工程系, 广东 广州510632
在复杂光照条件下二维码扫码器采集到的图像容易出现整体高亮、阴影区域和局部高亮、阴影区域, 使得图像分割阈值确定困难, 研究了Sauvola算法中的窗口大小w值和修正因子k值对于QR码图像二值化的影响。针对全局二值化方法抗噪能力差和局部二值化方法处理速度慢的缺陷, 提出了一种改进的QR码图像二值化方法, 将Otsu和Sauvola算法相结合提升算法抗噪能力, 并利用积分图算法提高算法运行效率。实验证明, 该方法二值化效果优于经典的二值化方法, 平均运行效率比原Sauvola算法提高17倍, 提升了识别成功率。
QR码 二值化 修正因子 积分图像 QR code binarization correction factor integral image
光电工程中探测器接收的光强包括透射光和大气前向散射光。雾和大气气溶胶粒子的前向散射增强了透射光, 从而导致测量的衰减比实际衰减小。本文采用Mie散射理论, 根据气溶胶谱分布以及雾滴的谱分布模型及其与能见度的经验关系, 计算了可见光到中波红外波长的前向散射修正因子。详细分析了激光在气溶胶和雾衰减中前向散射修正因子随粒子平均半径、能见度和波长等参数的变化关系, 并拟合出前向散射修正因子随粒子平均半径和视场乘积的经验关系式, 在10°视场内平均残差小于0.02, 可为相关光电工程提供参考。
前向散射 消光 修正因子 气溶胶 雾 forward scattering extinction correction factor aerosol fog
1 海军航空工程学院 控制工程系, 山东 烟台 264001
2 中国国防科技信息中心, 北京 100142
渐晕效应是在红外成像时像平面中心区域较亮而边缘区域较暗的现象。渐晕效应对红外系统成像性能的影响非常严重, 因此系统使用时有必要对渐晕效应进行校正。首先对渐晕效应的产生原因做了分析, 然后提出了一种基于场景的渐晕校正方法。通过场景之间的方差信息提取背景, 用多项式逼近背景灰度分布, 得到校正因子, 从而实现渐晕校正。为评价校正效果, 提出具有统计意义的行间方差概念。分别利用星空和海面两种场景对校正方法进行验证。校正后行间方差减小到未校正行间方差的13.6%和3.8%, 校正效果比较理想。
渐晕效应 背景灰度分布 多项式逼近 校正因子 行间方差 vignetting effect background gray distribution polynomial approximation correction factor variance between rows 红外与激光工程
2016, 45(s1): S104002
辐射波模拟器产生的脉冲电磁环境能够近似模拟高空核爆电磁脉冲(HEMP)的自由场,然而在实际HEMP威胁环境中,施加在地面设备上的电磁场是电磁脉冲入射波与地面反射波的合成场。通过计算不同入射情况下,HEMP自由辐射场经损耗地面反射叠加形成的总电场,对比其与初始入射场的强度及波形变化,分析了地面附近合成电磁场的特点。提出一种将模拟环境效应与实际环境效应进行等效转换的计算方法,应用该方法计算了入射波电场45°极化情况下的模拟环境效应修正因子。分析计算结果,建议在开展HEMP效应的辐射波模拟试验中,应将受试设备放在至少三个相互正交的方向上进行测试,同时适当减小模拟器产生电磁脉冲的宽度。
辐射波模拟器 模拟环境 场分布 电磁耦合响应 修正因子 radiating-wave simulator simulated environment field distribution electromagnetic coupling response correction factor 强激光与粒子束
2016, 28(2): 025002
1 海军航空工程学院控制工程系，山东 烟台 264001
2 中国国防科技信息中心，北京 100142
渐晕效应是红外成像过程中普遍存在的现象。由于红外成像系统输出的场景亮度或对比度通常较低，所以渐晕效应对成像性能的影响非常严重，因此对渐晕效应的校正也显得尤为重要。对渐晕效应的产生原因做了分析，首先提出了一种渐晕快速校正方法。通过场景之间做差，提取背景信息。用二维高斯函数逼近背景灰度分布，得到较准确的校正因子，从而实现渐晕校正。然后利用方差信息改进了背景提取方法，使方法适用于较复杂的场景。提出像素点差值和的概念来评价校正效果，校正后差值和普遍减小到未校正差值和的1/5到1/2。两种方法均不需要亮度均匀分布的参考背景，即可实现对渐晕效应比较理想的校正。
渐晕效应 背景灰度分布 二维高斯分布 校正因子 评价 vignetting effect background gray distribution 2D Gauss distribution correction factor Evaluation
1 长春理工大学 光电工程学院, 长春 130022
2 华南师范大学 光电子材料与技术研究所, 广州 510631
3 京东方科技集团股份有限公司, 北京 100176
依据光学薄膜理论, 建立膜系优化评价函数, 利用软件优化膜系, 实现0°-75°入射宽光谱P光分光膜的设计.选择H4和MgF2作为高低折射率材料, 采用电子束及离子辅助沉积技术, 来制备该分光膜.通过对膜层厚度误差分析, 用晶控片单独控制相对敏感度较高的膜层, 解决了薄膜制备过程中不能精确控制膜厚误差的问题.运用逆向分析法对实验测试结果进行模拟分析, 通过改变膜厚修正因子, 使P光透射光谱曲线更加平滑.光谱测试表明P光垂直入射平均透过率为60.3%, 满足系统使用要求.
薄膜 分光膜 逆向分析法 评价函数 相对敏感度 修正因子 电子束沉积 离子辅助沉积 Thin films Beam splitter Reverse analysis Evaluation function Relative sensitivity Correction factor Electron beam deposition Ion assisted deposition
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
为解决反射式拼接 CCD相机成像渐晕问题, 依据辐射定标理论采用多亮度点渐晕图像校正算法处理渐晕图像。首先, 针对典型的反射镜拼接方式, 分析了成像时产生渐晕的原因; 然后, 根据实验室多亮度等级下成像结果, 得出拼接 CCD渐晕区各像元数码输出值与入瞳处辐射亮度成线性关系的结论; 最后, 应用多亮度点校正算法, 计算出渐晕区各像元的渐晕校正因子, 校正渐晕图像。实验结果表明: 对非均匀性大于 10%的多幅原始渐晕拼接图像, 校正后, 图像的非均匀性下降到 0.5%以内, 可满足反射镜拼接 CCD相机非均匀性指标要求。
反射式拼接相机 渐晕 校正因子 非均匀性 reflector-based mosaic camera vignetting correction factor non-uniformity
