1 钱学森空间技术实验室， 北京00094
2 河南大学， 河南开封475000
3 航天东方红卫星有限公司， 北京100094
提出了一种基于约翰逊准则和最小可分辨对比度的天基光学成像探测效能评价方法，综合考虑了目标和背景对比度、大气传输、探测器和人眼等诸多因素，引入噪声等效对比度来衡量探测器噪声水平，以对比度受限和分辨率受限联合概率衡量探测效能，定量直观地评价天基光学成像系统的探测能力.采用航空影像和GF-2卫星影像开展验证实验，航空影像中汽车的识别概率为46%，飞机的确认概率为73%，NIIRS等级为4.23；GF-2卫星影像中卡车的识别概率为67%，小型船的发现概率为63%，NIIRS等级为4.53.本文方法计算的探测概率和人眼主观判断基本一致，与NIIRS基本符合，证明了方法的有效性，为遥感光学探测系统设计和效能评价奠定基础.
Minimum resolvable contrast Noise equivalent contrast Johnson criteria Space-based detection Optical imaging Effectiveness evaluation GF-2 最小可分辨对比度 噪声等效对比度 约翰逊准则 天基探测 光学成像 效能评价 GF-2
北京理工大学 光电学院 光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
结合太赫兹辐射源及焦平面探测器特性, 同时考虑目标-背景特性、大气衰减及器件衰减等影响, 研究建立了太赫兹主动成像系统的最小可分辨对比度匹配滤波器模型.并结合文献示例以及实际太赫兹焦平面主动成像系统的测试结果, 验证了最小可分辨对比度模型.结果表明, 实验测量值和计算值基本一致, 误差在合理范围之内, 从而表明了本文模型的有效性.
太赫兹 主动成像 最小可分辨对比度 匹配滤波器 terahertz active imaging minimum resolvable contrast (MRC) matched filter
1 北京理工大学 光电学院 光电成像技术与系统教育部重点实验室，北京 100081
2 北京洪润康光电工程技术有限公司，北京 100085
搭建了一套光电成像系统的最小可分辨对比度测试实验系统，并对MTV-1881-EX型低照度CCD和NOCTURN XL型超低照度CMOS成像系统的最小可分辨对比度进行了测量，分析了对应两款低照度成像组件在相同焦距、相同瞬时视场、相同视场条件下的作用距离，结果表明：1）超低照度CMOS成像组件具有更好的低照度成像质量；2）基于最小可分辨对比度的作用距离模型由于考虑了系统信噪比、调制传递函数和景物对比度等因素，可更有效地预测光电成像系统的作用距离；3）在相同瞬时视场或成像视场条件下，超低照度CMOS成像系统具有更佳的作用距离.本文方法对于拓展基于最小可分辨对比度的光电成像系统作用距离模型的应用具有重要的作用.
低照度 最小可分辨对比度 作用距离 测量 焦距 视场 Low illumination Minimum resolvable contrast Range CCD/CMOS CCD/CMOS Measurement Focal length Field
1 西安应用光学研究所，陕西 西安 710065
2 微光夜视技术重点实验室，陕西 西安 710065
从信号检测和人眼视觉角度出发，研究了直视微光夜视系统综合性能评估理论，推导出直视型微光成像系统的MRC（最小可分辨对比度）模型。该模型将光学传递特性与系统信噪比结合，建立了系统直视微光夜视MRC与目标特性、直视微光夜视仪以及人眼各部分参数之间的数学关系。验证结果表明，由该模型得到的系统极限分辨率相较于系统实际测出的分辨率相对误差为3.08%。
微光夜视系统 性能评价 最小可分辨对比度(MRC) 人眼视觉 low light level night vision system performance evaluation minimum resolvable contrast human vision
南京航空航天大学理学院, 江苏 南京 211100
基于最小可分辨对比度准则, 研究了在考虑背景环境下机载红外成像系统对目标最大探测距离的计算方法。分析了红外目标在3?5m 与8?12m 两个波段上的红外辐射特征和背景辐射、大气透过率等因素对探测距离的影响, 给出了探测距离的推导公式。最后用MODTRAN软件对大气透过率进行了模拟计算, 得到了波数间隔为1 cm-1的光谱大气透过率数据。计算了各微小波长区间内辐射到探测器上的辐照度。考虑到大气透过率与距离的关系, 取消了传统算法中用常数或者拟合函数来代替大气透过率的方法。以巡航导弹为例, 对红外系统探测距离进行了数值计算。仿真结果表明, 该计算方法具有可行性。
最小可分辨对比度 大气透过率 作用距离 minimum resolvable contrast MODTRAN MODTRAN atmosphere transmittance operating range
中航工业集团公司洛阳电光设备研究所，河南 洛阳471009
以最小可分辨对比度(MRC)理论为基础，研究MRC在机载CCD电视系统中的应用。讨论了影响MRC基本因素及计算模型，结合工程应用给出通过MRC进行作用距离预测的技术途径，介绍关键数据的确定方法和应用结果，避免用MTF、分辨率评价CCD成像系统的局限性，实现了在地面对产品作用距离的预测，建立了一种机载CCD电视系统科学实用的评价方法。
最小可分辨对比度(MRC) 机载CCD电视成像系统 作用距离预测 Minimum Recognizable Contrast (MRC) airborne CCD TV imaging system acquisition range predicting
北京理工大学光电工程系 光电成像与信息工程研究所, 北京 100081
可见光/近红外光电成像系统的作用距离预测是实际系统总体设计的重要环节。为了使系统的预测及性能评价更准确, 研究了光电成像系统对扩展源目标的作用距离预测方法, 给出了最小可分辨对比度(MRC)的定义及其测量方法, 提出了基于MRC的作用距离模型; 通过结合实际系统分析, 讨论了模型的计算过程及其特点。由于综合考虑了目标与背景特性、环境路径和大气特性、光电成像系统特性以及人眼视觉特性等因素, 提出的作用距离预测方法较传统基于瞬时视场(IFOV)的极限分辨角方法更为合理科学, 可有效地进行陆上、海上以及航空航天遥感等可见光/近红外光电成像系统的性能评价。
测量 最小可分辨对比度 光电成像系统 作用距离
光电成像系统存在一个最佳角放大率,使人眼与成像系统达到最佳匹配状态,系统获得最佳性能。基于MRC物理意义,提出MRC信道宽度CCD成像系统综合性能评价方法,通过实际CCD成像系统的观察实验确定了评价模型的表达式,分析了各种系统参数变化对该方法的影响。结果表明,利用MRC信道宽度评价方法描述的最佳角放大率变化与实际情况一致。在最佳角放大率情况下,系统与人眼视觉得到最佳匹配。
光电成像系统 最优化 最小可分辨对比度(MRC)信道宽度 角放大率
1 中国科学院半导体研究所，北京 100083
2 北京理工大学 信息科学技术学院光电工程系，北京 100081
3 清华大学 国家光盘中心，北京 100083
首次将最小可分辨对比度(MRC)的概念引入到了直视型微光成像系统。在人眼视觉的基础上，从信号检测的角度出发，推导出了直视型微光成像系统的MRC模型。该模型综合考虑了空间因素和时间因素对成像系统的影响，给出了系统在不同目标照度、不同对比度情况下探测图像时的极限灵敏阈。模拟结果表明，由此得到的直视型微光成像系统的极限分辨率与实际系统给出的分辨率基本一致，是一种能更全面地评价微光成像系统性能的模型。
微光成像系统 人眼视觉 最小可分辨对比度(MRC) watched directly imaging system human vision minimum resolvable contrast
1 哈尔滨工业大学 电气工程与自动化学院,黑龙江,哈尔滨,150001
2 哈尔滨理工大学 电气与电子工程学院,黑龙江,哈尔滨,150040
3 哈尔滨理工大学 机械动力工程学院,黑龙江,哈尔滨,150080
4 中国航天科工集团公司 第三研究院第三○三研究所,北京,100074
在最小可分辨对比度MRC测试中,提出了一种实现测试靶标可调对比度的新方法.这种方法是将测试靶标放在两个重叠积分球中间,在两个积分球紧邻靶面处各开有一圆形孔,用以照明测试靶标的正反两面.在每个积分球入口处安放衰减片,转动衰减片可以控制进入积分球的光通量,从而改变了测试靶标正反两面的亮度,实现了测试靶标对比度的可调.基于此方法研制了靶标发生器,可用于快速检测可见光成像系统的MRC.测试实验结果表明,该发生器亮度可在0.3～200cd/m2范围内重复调节,测量亮度误差在±0.3cd/m2以内.
靶标发生器 最小可分辨对比度 对比度 成像系统 像质评价
