第二节 辐射体及其辐射特性 光电成像课件
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§1.2 光电成像对视见光谱阈的延伸《光电成像原理》赵新彦南京邮电1《光电成像原理》赵新彦南京邮电5(,)(,)exp()(,)(,)exp()E r t E r j t d B r t B r j t d ωωωωωω⎧=⎪⎨=⎪⎩∫∫r r r r 表明:物空间的场分布与像空间的场分布的定量关系;广泛的电磁波都具有同一的传播规律。
结论:全部波段电磁波都可成为图像信息的载体。
2.证明广泛的(各种频率的)电磁波都具有同一的传播规律2222[](,)0[](,)0E r B r μεωωμεωω⎧∇+=⎨∇+=⎩r r 和的付氏变换和分别满足亥姆霍兹()方程:(,)E r t r (,)H r t r (,)E r ωr (,)H r ωr Helmholtz 由方程和波动方程,可得波动方程的通解:Helmholtz《光电成像原理》赵新彦南京邮电72.短波限制:波长极短的辐射具有极强的穿透能力,难以在普通条件下聚焦成像。
光谱短波限:X射线、射线(10-11~10-12m)γγ亚毫米波、红外辐射、可见光、紫外辐射、X射线、射线光电成像的有效波谱区:无线电超短波射线γ§1.3 光电成像对视见灵敏阈的延伸弱光图像光电变换增强强光图像图像探测灵敏阈:图像探测的极限值探测景物细节的因素:1.景物细节的辐射亮度;2.景物细节对光电成像系统接收孔径的张角;3.景物细节与背景之间的辐射对比度。
图像探测特性曲线:选定某一确定的辐射对比度,然后测定可探测到的图像细节的最小张角与最低辐射亮度的关系曲线。
定量表示了该光电成像系统的图像探测灵敏度。
图像探测方程:图像探测特性曲线的解析表达式图像信号与图像噪声的概念图像探测方程光电成像对视见灵敏阈的扩展《光电成像原理》赵新彦南京邮电8§1.4光电成像器件的类型按工作方式来分,光电成像器件可分为两大类:1.直视型光电成像器件:可用于直接观察。
器件本身具有图像的转换、增强及显示等部分。
Review§1.4光电成像器件的类型按工作方式来分,光电成像器件可分为两大类:1.直视型光电成像器件:可用于直接观察。
器件本身具有图像的转换、增强及显示等部分。
2.非直视型光电成像器件:可见光或辐射图像→视频电信号。
只完成摄像功能,不直接输出图像。
《光电成像原理》赵新彦南京邮电1一、直视型光电成像器件工作原理:入射辐射图像光电效应电子图像电场、电磁场二次发射作用增强的电子图像激发荧光屏可见光图像根据工作的辐射波段区分为两种:(1)变像管:入射图像的光谱与输出图像的光谱完全不同。
完成图像的电磁波谱转换,使不可见辐射图像通过像管变成可见图像。
(2)像增强器:接受微弱可见光图像。
输入的光学图像及其微弱,经过器件内电子图像的能量和数量的增加使输出图像增强。
Review《光电成像原理》赵新彦南京邮电2《光电成像原理》赵新彦南京邮电3二、非直视型光电成像器件工作原理:基本结构:电真空式:光敏靶、电子枪、扫描系统,真空管固体式:光敏面阵、电荷耦合转移读出电路电子束扫描入射辐射图像光电效应电荷图像电荷耦合转移视频信号处理、传输显像装置输出图像()ReviewReview辐射度学与光度学基础知识辐射度学与光度学:研究光的度量的学科。
辐射度量:物理的计量方式,适用于整个电磁辐射谱区。
光度量:从生理角度,以人眼所见的光辐射对大脑的刺激程度来进行计量。
适用于可见光谱区。
《光电成像原理》赵新彦南京邮电5直视型光电成像器件变像管像增强器非直视型光电成像器件直视型光电成像器件:非直视型光电成像器件:光电转换上升过程的滞后<< 下降过程的滞后。
光电成像脉冲响应函数上升斜率近似为∞脉冲响应函数主要决定于光电转换的衰减特性。
噪声(广义):干扰:噪声:噪声:直视型光电成像器件非直视型光电成像器件视频信噪比:前置放大器输出端的视频信号与噪声之比。
显示信噪比:考虑到人眼接收的效能,取人眼的时间常数作为有效积分时间的信噪比值。