[發(fā)明專利]微光夜視儀成像系統(tǒng)效應仿真方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710163597.5
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN108629725A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設計）人: 錢蕓生;范夢萍;徐華;張瑜
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;G06F17/50
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種微光夜視儀成像系統(tǒng)效應仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，分析微光夜視儀中像增強器的空間傳遞特性，得到微光夜視儀成像系統(tǒng)中像增強器的總調制傳遞函數(shù)計算模型；

步驟2，將成像系統(tǒng)總的調制傳遞函數(shù)作用于微光夜視儀理想仿真結果，得到輸出圖像；

步驟3，分析像增強器中影響像增強器調制傳遞特性的結構參數(shù)，確定其中能夠改善成像系統(tǒng)空間傳遞特性的結構參數(shù)。

2.根據(jù)權利要求1所述的微光夜視儀成像系統(tǒng)效應仿真方法，其特征在于，步驟1所述分析微光夜視儀中像增強器的空間傳遞特性，得到微光夜視儀成像系統(tǒng)中像增強器的總調制傳遞函數(shù)計算模型，具體如下：

設像增強器為超二代像增強器，像增強器中的第一近貼系統(tǒng)、微通道板、第二近貼系統(tǒng)、熒光屏以及像增強器的調制傳遞函數(shù)計算公式如下：

1)第一近貼系統(tǒng)的調制傳遞函數(shù)：

式(1)中，L₁為第一近貼系統(tǒng)間距，單位為mm；為第一近貼系統(tǒng)的加速電壓，單位為V；ε₁為光電陰極發(fā)射電子的最大初電位，單位為V；f為圖像的空間頻率，單位為lp/mm；

2)微通道板的調制傳遞函數(shù)：

式(2)中，J₁為一階貝塞爾函數(shù)，d_c為MCP單絲直徑；

3)第二近貼系統(tǒng)的調制傳遞函數(shù)：

式(3)中，L₂為第二近貼系統(tǒng)間距，單位為mm；ε₂為MCP輸出面發(fā)射光電子最大初始能量，單位為V；為第二近貼系統(tǒng)的加速電壓，單位為V；

4)熒光屏的調制傳遞函數(shù)：

式(4)中，f_c是空間頻率常數(shù)，n_c表示器件特性指數(shù)；

綜上所述，近貼式超二代像增強器的調制傳遞函數(shù)表示為：

MTF(f)＝MTF_F(f)·MTF_MCP(f)·MTF_B(f)·MTF_SCREEN(f) (5)

由于像增強器是微光夜視儀中的關鍵部件，因此本發(fā)明以雙近貼聚焦的超二代像增強器為研究對象，將微光夜視儀其他部件的調制傳遞函數(shù)視為1。

3.根據(jù)權利要求1所述的微光夜視儀成像系統(tǒng)效應仿真方法，其特征在于，步驟2所述將成像系統(tǒng)總的調制傳遞函數(shù)作用于微光夜視儀理想仿真結果，得到輸出圖像，具體如下：

將微光夜視儀理想仿真結果進行傅里葉變換，得到的頻譜圖與成像系統(tǒng)總的調制傳遞函數(shù)相乘，得到輸出圖像的頻譜，輸出圖像的頻譜作傅里葉逆變換的結果為添加微光成像系統(tǒng)空間傳遞特性的效果圖，即微光夜視儀成像系統(tǒng)的輸出圖像。

4.根據(jù)權利要求1所述的微光夜視儀成像系統(tǒng)效應仿真方法，其特征在于，步驟3所述確定其中能夠改善成像系統(tǒng)空間傳遞特性的結構參數(shù)，具體改善方法為：減小第一近貼系統(tǒng)間距、減小第二近貼系統(tǒng)的間距、增大第一近貼系統(tǒng)的加速電壓、增大第二近貼系統(tǒng)的加速電壓或減小微通道板的單絲直徑。