基于NVThermIP模型的红外成像系统性能评估技术研究

摘要

随着红外成像技术的不断革新，红外成像系统性能评估技术在整个系统总体技术中发挥着不可替代到的作用，建立全面、科学、合理的性能评估模型是精确预测成像系统现场性能的前提，也是设计和研制高性能成像系统所依赖的有效技术。笔者在前人研究的基础上，分析了当前性能评估技术研究中迫切需要解决的关键问题，以及影响其发展的限制因素，明确了本文的主要研究方向与思路：1）对成像系统中固有物理效应评估方法的不足之处进行完善，提高评估模型的精确性和可靠性。2）合理选择设计和生产要求提供的性能参量，实现综合性能评估模型与成像系统特性参数的有机结合，以适应系统总体性能优化设计的需要。
　　本文按照上述研究思路，基于应用广泛的NVThermIP模型开展了以下主要工作：（1）对红外成像系统的各种典型物理效应在性能评估模型中的量化方法进行了分析，详细介绍了NVThermIP模型的建模理论以及建模过程，并通过实例仿真直观地展示了红外成像系统的性能评估过程。（2）根据红外成像系统中探测器离散欠采样效应对目标获取性能的影响机理，以及NVThermIP模型中对其量化方法的不足之处，提出了一种基于目标特性的欠采样等效模糊模型，将欠采样效应对目标图像的退化程度与目标的尺寸和目标观测距离等因素联系起来，并将系统对频谱混淆的容忍度理念引入到模型的量化过程中，最后借助实验数据对模型的有效性进行了验证，并与传统模型进行了对比和分析。（3）分析了NVThermIP模型用于指导系统设计和生产的局限性，结合最新人眼噪声的理论研究，引入NETD对NVThermIP模型的系统对比度阈值函数进行了修正与完善，然后借助已有的实验数据从两方面对其有效性进行了验证。最后针对早期系统优化设计依据的不足之处，利用修正后的NVThermIP模型从分辨力和灵敏度两个方面对系统总体性能优化的匹配设计进行了探讨与分析。

目录

声明

插图索引

表格索引

符号对照表

缩略语对照表

第一章 绪论

1.1研究背景及其重要意义

1.2国内外研究现状

1.3论文内容与结构

第二章 基于TTP准则的NVThermIP性能理论模型

2.1 NVThermIP模型对目标获取过程的量化

2.2成像系统的调制传递函数

2.3人眼视觉模型

2.4基于TTP准则的NVThermIP模型

2.5本章小结

第三章 欠采样效应对NVThermIP模型的修正

3.1传统修正方法的理论分析

3.2基于目标特性的欠采样等效模糊模型

3.3实验结果与分析

3.4本章小结

第四章 基于系统设计的NVThermIP模型的CTF修正

4.1基于系统设计的系统对比度阈值函数的修正

4.2修正模型的实验结果与分析

4.3基于修正模型的系统设计探讨

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.1本文总结及创新点

5.2工作展望

参考文献

致谢

作者简介