CCD相机调制传递函数的测量

论文摘要

调制传递函数(MTF)反映成像系统的空间频率响应特性,是评价CCD(Charge Couple Device)相机成像质量的重要指标。本文结合具体项目中微小卫星CCD相机调制传递函数的测量要求,对CCD相机调制传递函数测量技术进行了深入研究。采用传统靶标方法测量时,由于其焦平面的采样移变特性,靶标像与CCD像元间存在难以避免的配准误差,引起测量结果的不确定性。斜刀口法能够提高采样频率,减小配准误差对测量的影响,能快速地给出测量结果,并具有较高的测量准确性,本文主要研究斜刀口方法测量CCD相机MTF的原理和实现。论文的主要研究内容如下:第一章阐明测量CCD相机MTF的意义,介绍了调制传递函数的发展历史及CCD相机系统的特性。第二章介绍MTF基本理论及串联系统的调制传递函数,分析各组成部分对CCD相机MTF的贡献。第三章概述CCD相机MTF测量方法,分析了传统测量方法的测量原理及输入信号和CCD像元间的偏移量对测量结果的影响,重点研究斜刀口方法测量原理及其算法和软件。第四章给出斜刀口算法的验证实验,证明该测量方法是准确和可行的,测量软件程序运算是稳定和可靠的。然后将该测量方法用于项目组研制的微小卫星CCD相机传递函数的测量,完成测量实验,分析测量结果。第五章总结研究结果,指出有待进一步研究和解决的问题。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 调制传递函数（MTF）的历史发展
• 1.2 CCD 相机系统MTF 测量的意义
• 1.3 CCD 相机系统的特性
• 1.4 本论文的主要内容
• 第二章 调制传递函数基本理论
• 2.1 调制传递函数概念
• 2.2 调制传递函数的计算
• 2.2.1 由点扩散函数计算调制传递函数
• 2.2.2 线扩散函数与一维调制传递函数
• 2.3 串联系统的调制传递函数
• 2.4 CCD 相机系统的调制传递函数
• 2.4.1 光学成像子系统
• 2.4.2 CCD 采样子系统
• 2.5 本章小结
• 第三章 调制传递函数测量原理分析
• 3.1 传统靶标测量法
• 3.1.1 正弦靶标法
• 3.1.2 偏移量对MTF 测量的影响
• 3.1.3 CTF 与MTF 的联系与区别
• 3.2 斜刀口靶标测量法
• 3.2.1 斜刀口测量原理
• 3.2.2 斜刀口算法
• 3.3 MTF 测试系统软件
• 3.4 本章小结
• 第四章 算法验证实验及CCD 相机MTF 测量实验
• 4.1 斜刀口算法验证实验
• 4.2 CCD 相机MTF 测量实验
• 4.2.1 测试系统的建立
• 4.2.2 测试结果及分析
• 4.2.3 斜边角度对测量结果的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 发表的论文
• 参加的学术会议
• 致谢