华侨大学信息科学与工程学院

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1、华侨大学信息科学与工程学院光电信号检测与处理目录第一章信息检测技术基础第二章信号分析基础第三章辐射传感器第四章常用信息检测系统第五章图像传感器探测系统第六章特殊领域的信息检测系统第一章信息检测技术基础1.1信息、信号和检测技术一、信息与信息科学1．信息信息究竟是什么?虽然入们对信息还没有·个统一的确切的定义，但人们确切地知道信息所包合的意义。例如“某人病了”这类消息，它既不是物质也不是能量，但我们知道有一定的能量和物质与它相对应，如有体温的升高(能量变化)、脉搏加快(运动)、白血球增加(数量变化)等。体温、脉搏、白血球数都需要通过检测技术来得到它们的定量变

2、化量，它们可通称为信号。信号是物理性的，它是物质，具有能量，信号是信息传输的载体。一般来说，一个信息可能有多个信号与它相对应，反过来，一个信号也可能蕴含着多种信息。这种信息与信号之间的多元关系，给信息的采集、检测和分析处理展示了广阔的天地。2．信息科学与技术信息科学是研究信息现象和规律的科学。信息科学探明信息是如何产生的，研究识别、提取、变换、传送、检测、存贮、检索、处理和分析信息过程中的基本规律和关系；在信息的应用方面，主要研究利用信息进行有效控制和设计最佳系统的普遍原理和方法。二、信息论与信息检测技术1．信息论和广义通讯系统信息科学的理论基础是信息论信

3、息论作为一门科学始于20世纪40年代末。在这一时期发展丁关于噪声理论、信号滤波和统计、检测和估计的理论、调制及信息处理的理论。现代信息理论在科学技术上的重要性，早已超越了狭义的通讯工程范畴。信息论中关于信息源、信息通道、干扰噪声、信号调制、滤波等理论和处理方法广泛地渗透到其他科学技术领域。有人把与信息流通有关的系统统称为广义通讯系统，诸如生物的神经系统，人类社会的管理系统，各种工程物理系统等。广义通讯系统模型在这个系统中，发信据又称为编码器，是把信息变换成物理信号的装置；受信器亦称为译码器，是把物理信号转换为信息传送对象能够感知的信息装置。信息通道(信道)

4、即是传送信号的媒介；信息对象(信宿)即接收信息的入或机器。它之所以称为“广义”，是因为表达了信息传杨过程的共同规律。无线电通讯系统工件伤痕检测系统测量是人类认识客观事物本质的基本手段。科学上很多新的发明和理论，都建筑在实验及其测试的基础上。工业生产中产品的制造及工艺过程的研究和分析等，都与测量有紧密的联系，2．信息检测技术人类认识世界，是从以感官感知自然信息开始的。物体的颜色、形状、声响和温度变化等，可以由人的视觉、听觉、触觉等器官感知，但人的感官感知事物的变化有局限性。在人类所有的感官中，大脑对各器官采集的信息的吸收率分别为：视觉83％；听觉11％；嗅觉

5、3.5％；味觉1％；触觉1.5％。视觉具有最重要的意义。视觉系统的各种功能使人类能够分辨万物，感知它们的大小、形状、颜色、亮暗、动静、远近等。从某些意义上来说，光电信息检测系统正是人类视觉系统的延伸和扩展，是一种广义的通讯系统。光电信息检测系统就是利用光探测器把目标携载的光信息转变成电信号，同时在光学系统和电子线路或计算机中进行信号处理，以便光波捎带的信息转换成可以理解的信号，从而实现目标参数的(自动)测量、显示和记录；或者显示清晰的目标图像和提供图像参数，或者输入自动控制系统自动跟踪目标以及完成其他的测控任务。信息检测技术研究与此过程有关的被测信号的采集

6、、调制、解调，信号的变换、传输、处理的理论和技术，研究检测仪表和检测系统及其设计的基本原理和技术。光电检测直径的原理图在光电检测中，大多数情况下，光传感器输出的情号较小，因此常需要设置放大器，把光电传号放大到一定幅度后再进行信号处理，然后驱动显示系统或测量机构，或者驱动报警器及产品分选装置等。由它们显示出被测物理量的数值，或对产品进行自动分类。光电检测通常是无接触测量，在检测过程中没有力和力矩作用于被测物，因此即使被测物有较大的冲击作用，对检测仪表也无损害。光电检测中通常无机械运动部分，故测量装置具有寿命长、反映速度快、工作可靠、准确度高、对被测物无形状和

7、大小要求等优点。随着科学技术、工农业生产飞速向前发展．对检测技术的要求也越来越高。先进的检测方法和仪器，应能在不破坏被测物工作状态的过程中进行高度自动化的检测，光电检测技术在这方面有其独特的优点。在工业生产中，先进的光电检测装置能在零件的加工过程中进行在线(online)测量，或在传送带上产品的传输过程中检测和发出信号，这可以减少工作人员，节省检测时间，提高生产率。在光电信息检测系统中，信息的传输是以光为媒介，光于是信息的载体。被测信息与光的光子数、光的波长和相位、光的速度等参数联系在一起，所以光电检测的精确度高、灵敏度高，可以检测变化速度极快的现象。例如

8、：以光的波长为基准的激光干涉比长仪，其分辨率为波长的1/8，采用细