CCD航空相机调制传递函数测试与分析

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1、第33卷第2期长春理工大学学报(自然科学版)VO1．33NO．22010年6月JournalofChangchunUniversityofScienceandTechnology(NaturalScienceEdition)Jun．2OlOCCD航空相机调制传递函数测试与分析曲国志，肖作江(1．兵器228厂，长春130103；2．长春理工大学，长春130022)摘要：调制传递函数是衡量CCD相机成像系统性能指标的重要参数。本文在调制传递函数的理论分析基础上，通过对分辨率靶标在相机镜头焦面成像位置与CCD像

2、元之间的偏移，对CCD相机调制传递函数的影响进行分析，建立数学模型，并对ccD相机系统在奈奎斯特频率处的调制传递函数进行了测试，实验结果与计算结果基本吻合。关键词：调制传递函数；CCD相机；奈奎斯特频率；偏移量中图分类号：TH74文献标识码：A文章编号：1672-9870(2010)02—0018—04MeasurementandAnalysisofModulationTransferFunction(MTF)basedonCCDAerialCameraQuGuozhi，XIAOZuojiang(1．22

3、8weaponsfactory，Changchun130103；2．ChangchunUniversityofScienceandTechnology，Changchun130022)Abstract：Themodulationtram；ferfunction(MTF)isanimportantparameterintheperformanceoftheCCDCameraima—gingsystem．BasedonMTFtheoryanalysis，themathematicalmodelwasestab

4、lishedbyanalyzingoftheofsetbetweenthepositionofresolutiontargetinCCDcamerafocal—planeandCCDpixelsafecttheMTFofCCDcamera，TheexperimentwasalsodoneontheMTFofCCDCameraatNyquistFrequency，andexperimentalresultsaccordwithcalculationresults．Keywords：modulationtra

5、nsferfunction；CCDcamera；Nyquistfrequency；ofset调制传递函数(MTF)是客观地评价光学系统的调制传递函数的影响进行分析，并对CCD相机成像质量的标准，其从根本上克服了星点、分辨在系统奈奎斯特频率处的调制传递函数进行了测率、几何像差等传统像质检验方法的不足之处⋯。试。CCD相机的成像系统主要由光学镜头、CCD1偏移对CCD相机调制传递函数影及相关电路组成。CCD相机的成像过程实际上是CCD诸像元对景物进行空间采样的过程。在对CCD响相机调制传递函数测试中，国内外普

6、遍采用的方法相机系统的调制传递函数是镜头与CCD调制是用准直仪将正弦靶标成像到无限远处，为CCD传递函数的乘积。当利用分辨率靶标测量CCD相相机实际工作状态提供一个无限远目标。再通过相机调制传递函数时，由于其不满足MTF测量的条机镜头将其成像到CCD器件上，从而得到数值图件要求，不能将镜头与CCD的调制传递函数的乘像的调制度。用图像的调制度除以靶标调制度，便积作为相机系统的调制传递函数。为此可以通过傅得到相机系统的MTF。氏级数将矩形波展开成三角级数，再将各级级数与由于分辨率板中的条纹在CCD相机焦平面上

7、相应频率镜头调制传递函数得乘积作为矩形波在镜的成像位置与CCD像元的偏移将影响CCD的调制头焦面处的像函数。通过像函数波峰、波谷与CCD传递函数。本文对分辨率板中的条纹在CCD相机像元之间的相位关系，可得出像函数波峰和波谷处焦平面上的成像位置与CCD像元的偏移量对CCD所对应CCD像元的信号值。因此，根据调制传递收稿日期：2010—02—15作者简介：曲国志(1956一)，男，高工，主要从事光电仪器的研究，E—mail：xiao2706@163．com。第2期曲国志，等：CCD航空相机调制传递函数测试与分

8、析19函数的定义，可得出CCD相机的调制传递函数。x,+a享2i'、x)=膨。。cos(2艰)：当分辨率靶标被均匀照明时，所透过的光能量沿X方向的分布函数i(x)为，：Aod+At塍cos(2咖)=f)=o+-4-．厂()=d+Ad4。H(1Ocos2zf(x,+△)·sinc(rcfd)(5)．。导[c。s(27cfx)一了1COS2zr(3f)x+Bl3ditAA哪cos(21rfx)=~-cos2a'(5f)x⋯])(1