镜面微振动时点扩散函数的仿真分析

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镜面微振动时点扩散函数的仿真分析

薛博, 陈小梅, 毛冰晶, 倪国强

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薛博, 陈小梅, 毛冰晶, 倪国强. 镜面微振动时点扩散函数的仿真分析[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(1): 155-160. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.01.026

引用本文:

薛博, 陈小梅, 毛冰晶, 倪国强. 镜面微振动时点扩散函数的仿真分析[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(1): 155-160. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.01.026

XUE Bo, CHEN Xiao-mei, MAO Bing-jing, NI Guo-qiang. Point Spread Function Simulation and Analysis when Optical Systems Encounter Micro-Vibration[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(1): 155-160. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.01.026

Citation:

XUE Bo, CHEN Xiao-mei, MAO Bing-jing, NI Guo-qiang. Point Spread Function Simulation and Analysis when Optical Systems Encounter Micro-Vibration[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(1): 155-160. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.01.026

镜面微振动时点扩散函数的仿真分析

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.01.026

薛博^1,2,3,
陈小梅^1,2,
毛冰晶^1,2,
倪国强^1,2

1.
北京理工大学光电学院北京海淀区 100081;
2.
北京理工大学光电成像技术与系统教育部重点实验室北京海淀区 100081;
3.
中国空间技术研究院北京海淀区 100094

基金项目:

国家973项目(2009CB724006)

作者简介:
薛博(1985-),男,博士,主要从事卫星成像仿真方面的研究.

中图分类号: V447.3

Point Spread Function Simulation and Analysis when Optical Systems Encounter Micro-Vibration

1.
School of Optoelectronics,Beijing Institute of Technology Haidian Beijing 100081;
2.
Key Laboratory of Photoelectronic Imaging Technology and System of Ministry of Education of China,Beijing Institute of Technology Haidian Beijing 100081;
3.
China Academy of Space Technology Haidian Beijing 100094

摘要: 提出了一种高精度求解光学系统中镜面振动在曝光时间内形成的点扩散函数(PSF)的数值计算方法。传统方法计算镜面振动造成像点位移情况,并仅由该值评估镜面振动时系统调制传递函数(MTF)下降情况。该方法忽略了光学系统镜面位置发生改变时其光学系统自身MTF也会同时变化的特性,将导致误差产生。该误差在光学元件振幅较小时并不显著,但随着振幅的加大,该误差会变得不可忽略。该方法通过细分成像过程来计算每一个时刻的点扩散函数,并将这些点扩散函数进行积分来消除该误差。该方法适用于计算任意角度入射的空间光线在经过一个不稳定的光学系统后形成的点扩散函数。
- 调制传递函数 /
- 镜面微振动 /
- 点扩散函数 /
- 光线追迹
Abstract: This paper proposed a precise numerical method to calculate the point spread function (PSF) when optical systems encounter micro-vibration within a certain amount of exposure time. Conventional methods evaluate the modulation transfer function (MTF) degradation by using the image point displacement caused by micro-vibration. They ignore the change of MTF while the vibration is happening, which may cause errors if the amplitude of the vibration is large. The proposed method eliminates this error by integrating PSFs at each moment during the vibration. This method is well suited for computing the PSF of the spatial light propagating through an unstable optical system.
- MTF /
- optical surface micro-vibration /
- PSF /
- ray trace

[1]	张治国, 胡学海, 周依. 基于尺度函数的插值小波构建方法 . 电子科技大学学报, 2017, 46(4): 481-487. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2017.04.001
[2]	韩奎, 聂在平, 阙肖峰. 基于相位提取基函数的高效区域分解方法 . 电子科技大学学报, 2017, 46(4): 520-524. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2017.04.007
[3]	罗春海, 刘红丽, 胡海波. 微博网络中用户主题兴趣相关性及主题信息扩散研究 . 电子科技大学学报, 2017, 46(2): 458-468. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2017.02.022
[4]	于亚婷, 李敏, 姜敏, 邹宇. 基于传递函数有理分式的模态参数识别算法研究 . 电子科技大学学报, 2016, 45(2): 312-315. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.03.026
[5]	赵珊珊, 张林让, 周宇, 刘楠. 组网雷达点迹信息融合抗假目标干扰方法 . 电子科技大学学报, 2014, 43(2): 207-211. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.02.009
[6]	文乔农, 刘增力, 万遂人, 徐双. 稀疏正则化方法的超声信号反卷积 . 电子科技大学学报, 2013, 42(3): 475-480. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.03.030
[7]	汪忠来, 黄洪钟, 王贵宝. 综合的结构可靠度函数预测模型 . 电子科技大学学报, 2010, 39(6): 952-955,960. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.06.031
[8]	杨文峰, 胡予濮, 高军涛. 布尔函数的代数攻击 . 电子科技大学学报, 2010, 39(6): 831-834. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.06.006
[9]	曹宇, 赵杰, 程远志, 闫继宏. MRI中髋关节股头软骨的厚度测量方法 . 电子科技大学学报, 2009, 38(4): 626-630. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.04.035
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[11]	王瑞平, 万柏坤, 高上凯. 使用遗传算法的乳腺微钙化点特征优化 . 电子科技大学学报, 2007, 36(1): 137-139,153.
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[13]	张建州, 王玲. 基于样条函数的小波尺度函数计算 . 电子科技大学学报, 2002, 31(3): 325-327.
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[17]	郭双冰. Fuzzy值连续函数与Fuzzy值函数的序列收敛 . 电子科技大学学报, 2000, 29(5): 552-555.
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[20]	徐文芳. 化简逻辑函数软件设计 . 电子科技大学学报, 1997, 26(5): 539-543.

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镜面微振动时点扩散函数的仿真分析

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.01.026

1. 北京理工大学光电学院北京海淀区 100081;

2. 北京理工大学光电成像技术与系统教育部重点实验室北京海淀区 100081;

3. 中国空间技术研究院北京海淀区 100094

基金项目:

国家973项目(2009CB724006)

作者简介:
薛博(1985-),男,博士,主要从事卫星成像仿真方面的研究.

收稿日期: 2013-04-03
修回日期: 2013-10-22
刊出日期: 2014-02-15

中图分类号: V447.3

关键词:

摘要: 提出了一种高精度求解光学系统中镜面振动在曝光时间内形成的点扩散函数(PSF)的数值计算方法。传统方法计算镜面振动造成像点位移情况,并仅由该值评估镜面振动时系统调制传递函数(MTF)下降情况。该方法忽略了光学系统镜面位置发生改变时其光学系统自身MTF也会同时变化的特性,将导致误差产生。该误差在光学元件振幅较小时并不显著,但随着振幅的加大,该误差会变得不可忽略。该方法通过细分成像过程来计算每一个时刻的点扩散函数,并将这些点扩散函数进行积分来消除该误差。该方法适用于计算任意角度入射的空间光线在经过一个不稳定的光学系统后形成的点扩散函数。

English Abstract

薛博, 陈小梅, 毛冰晶, 倪国强. 镜面微振动时点扩散函数的仿真分析[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(1): 155-160. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.01.026

引用本文:

薛博, 陈小梅, 毛冰晶, 倪国强. 镜面微振动时点扩散函数的仿真分析[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(1): 155-160. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.01.026

XUE Bo, CHEN Xiao-mei, MAO Bing-jing, NI Guo-qiang. Point Spread Function Simulation and Analysis when Optical Systems Encounter Micro-Vibration[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(1): 155-160. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.01.026

Citation:

XUE Bo, CHEN Xiao-mei, MAO Bing-jing, NI Guo-qiang. Point Spread Function Simulation and Analysis when Optical Systems Encounter Micro-Vibration[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(1): 155-160. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.01.026

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