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基于图像处理的MTF测试系统研究

作　者: 郭晓兵
导　师: 富容国
学　校: 南京理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 调制传递函数 点光源 点扩散函数 傅里叶变换 图像处理
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 345次
引　用: 3次
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内容摘要


光学系统成像质量的评价,一直是应用光学领域中众所瞩目的问题,而调制传递函数则被公认为评价光学系统成像质量客观、有效的方法。随着近年来计算机技术和光电检测器件的不断发展,调制传递函数测试技术也在不断地发展。正是基于这样的背景下,本课题在充分研究调制传递函数测试理论的基础上,提出了一种基于图像处理的调制传递函数测试技术。主要的工作内容如下:首先,论文简述了MTF的发展历史、MTF的应用领域和国内外MTF测试技术水平,指出MTF测试技术的发展方向,阐述了本文的研究背景和意义。其次,对有关MTF测试理论进行了研究,分析了MTF物理意义和MTF测试方法。在介绍了相关理论的基础上,确定了整个测试系统的整体框架,完成了本测试系统的硬件布局。对系统所用到的硬件做了详细的介绍。运用VC++编制了MTF测试软件,介绍了测试系统的操作流程,指明了一些影响测试精度的因素,对镜头样品进行了测试,得到了测试结果并给出了被测系统的MTF曲线。最后,对全文的工作进行总结,指出有待进一步研究的问题。就本文的工作重点——基于图像处理的MTF测试技术与引起误差的因素进行了探讨。整个测试系统结构简单,实时快捷,很好地解决了光学成像系统检测的实际需要,可以应用到实际的生产实践当中。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-14
  1.1 调制传递函数的发展历史  7-8
  1.2 光学传递函数的重要性和优点  8-9
  1.3 国内外MTF测试仪的发展现状  9-12
    1.3.1 国外的发展现状  9-11
    1.3.2 国内的发展现状  11-12
    1.3.3 发展趋势  12
  1.4 本论文的背景及意义  12
  1.5 本论文的工作  12-14
2 调制传递函数的理论基础及常用测量方法  14-25
  2.1 调制传递函数的定义  14-17
    2.1.1 点扩散函数定义的光学传递函数  14-16
    2.1.2 串联系统的传递函数  16
    2.1.3 MTF的特性  16-17
  2.2 调制传递函数的测量方法  17-23
    2.2.1 频谱比较法  17-20
    2.2.2 扫描法  20-22
    2.2.3 自相关法  22
    2.2.4 互相关法  22-23
  2.3 本文使用的测量方法  23
  2.4 调制传递函数测试的光路安排  23-25
3 MTF测试系统的硬件组成  25-35
  3.1 光学隔振平台  25-26
  3.2 光路系统  26-28
  3.3 CCD成像器件和千兆位网卡  28-33
    3.3.1 CCD的原理和应用  29
    3.3.2 GP-21400型CCD  29-32
    3.3.3 Intel 8391GT型网卡  32-33
  3.4 有限共轭目标物滑轨模块  33
  3.5 场聚焦滑轨模块  33-34
  3.6 步进电机系统及其驱动器  34-35
4 MTF测试系统的软件编制  35-50
  4.1 图像采集模块  36-38
  4.2 图像预处理  38-42
    4.2.1 BMP文件中的DIB结构  38-40
    4.2.2 图像噪声处理  40-42
  4.3 MTF值计算模块  42-48
    4.3.1 快速傅里叶变换  42-44
    4.3.2 系统的频谱标定  44-47
    4.3.3 数据保存模块  47-48
  4.4 软件聚焦模块  48
  4.5 MTF实时测量  48-50
5 测试结果分析及处理  50-57
  5.1 MTF测试流程  50
  5.2 测试结果分析  50-53
  5.3 影响MTF测试精度的因素及处理方法  53-55
    5.3.1 辅助光学系统引入的误差  53
    5.3.2 背景光噪声处理  53-54
    5.3.3 CCD噪声  54-55
    5.3.4 光源不均匀性引起的误差  55
    5.3.5 步进电机的影响  55
  5.4 对比试验  55-57
6 结束语  57-59
  6.1 本论文的工作总结  57
  6.2 本论文的创新点  57-58
  6.3 有待进一步完善的工作  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-62

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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