红外热成像系统的性能模型及软件实现

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该文所研制的软件能够实现对两代热成像系统的设计分析和综合性能评估.对第一代红外热成像系统采用传统的D<*>法衡量探测器的性能,在此基础上建立了系统的静态性能模型,包括噪声等效温差NETD、最小可分辨温差MRTD、噪声等效辐照度NEFD、最小可探测温差MDTD和调制传递函数MTF.对第二代红外热成像系统,由于焦平面阵列各元响应的不均匀性 和增益的差异,固定图形噪声、暗电流噪声和放大器噪声完全不容忽视.因此该文对该类系统从噪声入手,对时间噪声和空间噪声分别讨论,建立了数学模型,并采用电子密度曝光量和归一化对比度来描述目标和背景的辐射特性,用噪声扩展因子来描述光学系统和焦平面的调制传递函数.在此基础上推导了信噪比方程,建立了噪声等效温差NETD和最小可分辨率温差MRTD的数学模型.将该种方法建立的数字模型应用于软件,在国内尚属首次.视距估算部分,许多参考资料中都只介绍了系统的极限作用距离的概念.该文在此基础上对点目标,建立了虚警概率、探测概率、信噪比及作用距离的关系;对面目标,进一步明确了温差的概念,建立了不同观察等级(探测、识别、认清)下探测概率与作用距离的关系.该文的另一部分内容是建立了红外探测器的数据库,包括单元多元探测器、Sprite型探测器和凝视型探测器.数据库维护包括记录的添加删除、字段的添加删除及探测器查询.为探测器的数据积累和自动检索打下了基础.
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