红外成像系统性能分析的计算机模拟
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摘要
为适应红外热成像系统的发展要求，本文采用面向对象的程序设计
语言—DelPhi语言，对红外热成像系统性能的计算机辅助设计探讨了一
条有效的途径。
本文对研究课题采用类和目标的定义方法，描述了红外热成像系统
中目标、背景、大气传输、红外接收和信号处理等子系统，通过理论分
析，在比较的基础上，建立了验证热成像仪静态性能的数学模型，运用
Delphi语言和数据库，将数据输入，静态性能计算，结果输出和文件
管理等融为一体，形成一个较完整的软件包。达到了直观、方便的操作
效果。
完成的程序对机载前视红外仪、医用热像仪等具有代表性的几种热
像仪进行性能分析，得到的调制传递函数（MTF），噪声等效温差
（NETD）等性能参数的数据表格和曲线图，同野外实验所得数据相差
误差在10％～20％左右，该模型基本反映系统特性，满足用户使用和
二次开发的需要。
Under the demand of thermal imaging system developing ,one effective way of computer simulation which can be used in the infrared imaging systems to analysis and evaluate its performance is found.
Class with the object in the computer simulation for the researchering project is defined. On the base of the theoretical analysis , the mathematical models to test the static performance of thermal imaging systems through comparison is established. Applying Delphi and database, datum inputting, static performance calculating , results outputting and documents managing mix together. one integrated software package formed can reach visible
convenient effect of operation.
The accomplished program analysis some typical thermal imaging systems?performance ,such as Front Launching Infrared System, medical thermal imaging system and so on, whose modulate transfer function (MTF) and Noise equivalent temperature difference (NETD) of the data table and graph is within 10% ?20% error than the outdoors experimentation抯 datum. It basically obtained the thesis demand to replace the outdoors experiments and meet the requirement for using and second researching.
语言—DelPhi语言，对红外热成像系统性能的计算机辅助设计探讨了一
条有效的途径。
本文对研究课题采用类和目标的定义方法，描述了红外热成像系统
中目标、背景、大气传输、红外接收和信号处理等子系统，通过理论分
析，在比较的基础上，建立了验证热成像仪静态性能的数学模型，运用
Delphi语言和数据库，将数据输入，静态性能计算，结果输出和文件
管理等融为一体，形成一个较完整的软件包。达到了直观、方便的操作
效果。
完成的程序对机载前视红外仪、医用热像仪等具有代表性的几种热
像仪进行性能分析，得到的调制传递函数（MTF），噪声等效温差
（NETD）等性能参数的数据表格和曲线图，同野外实验所得数据相差
误差在10％～20％左右，该模型基本反映系统特性，满足用户使用和
二次开发的需要。
Under the demand of thermal imaging system developing ,one effective way of computer simulation which can be used in the infrared imaging systems to analysis and evaluate its performance is found.
Class with the object in the computer simulation for the researchering project is defined. On the base of the theoretical analysis , the mathematical models to test the static performance of thermal imaging systems through comparison is established. Applying Delphi and database, datum inputting, static performance calculating , results outputting and documents managing mix together. one integrated software package formed can reach visible
convenient effect of operation.
The accomplished program analysis some typical thermal imaging systems?performance ,such as Front Launching Infrared System, medical thermal imaging system and so on, whose modulate transfer function (MTF) and Noise equivalent temperature difference (NETD) of the data table and graph is within 10% ?20% error than the outdoors experimentation抯 datum. It basically obtained the thesis demand to replace the outdoors experiments and meet the requirement for using and second researching.
引文
1 蔡毅，汤锦亚．对红外热成像技术发展的几点看法．红外技术．2000， 22(2) ：2-6
2 蔡毅．主战坦克上的热像仪及其应用．红外技术．1996，18(4) ：1-5
3 邵氏平．非制冷红外焦平面列阵进展．红外技术．1996，18(2) ：1-6
4 刘贤德．红外系统设计基础．武汉：华中理工大学出版社，1985
5 金伟其,仇谷峰，高稚允等．SPRITE探测器热成像系统的性能评价方法研究．红外与激光工 程．2000,29(2) ：31-35
6 杨臣华．梅遂生，林钧挺．激光与红外技术手册．北京：国防工业出版社，1990： 28-29
7 Hudson Jr R D．Infrared System Engineering．John Wiley＆Sons．Inc．1969
8 Lloyd J M．Thermal Imaging System．P1enum Press．1975
9 孙志君．PtSi肖特基势垒红外焦平面阵列的市场前景．传感器世界．2000，10：1-8
1O冯克成,刘景生等．红外光学系统．北京：兵器工业出版社，1996
11 王义玉．红外探测器．北京：兵器工业出版社．1993
12杨宜禾，岳敏．红外技术．西安：西北电讯工程学院．1981
13中科院安徽光机所．激光大气传输编辑．第一、二、三集(内部资料)，1986
14刘景生．红外物理．北京．兵器工业出版社，1984
15上海科学技术情报所编．红外大气传输的研究．(内部资料)，1986
16蓝信钜．激光技术．武汉：华中理工大学出版社，1995： 239-277
17 克利克苏诺夫J 3著．俞福堂，孙星南，程促华译．红外技术原理手册．北京：国防工业 出版社，1981
18王建忠．一种计算大气影响热像仪作用距离的方法．红外技术．1996，18(6) ：25-33
19陈玻若．红外系统．北京，兵器工业出版社，1995
20张敬贤，李玉丹．金伟其．微光与红外热成像技术．北京：北京理工大学出版社，1995： 52-53
21 Jay Overbeck，Jim Shea．MTF Measurement Technique for GOES Imager．SPIE．1998． 3377：155-164
22 Daniel St-Germain，Paul Chevrette．Automatic MRTD Objective Measurement for IR Systems．SPIE．1998． 3377：175-181
23 Bijl P．Valeton J M．TOD，A New Method to Characterize Electro-Optical Systems Performance．SPIE．1998． 3377：182-193
24 Shea J J．Lunar limb knife-edge MTF measurement． Sensors，Systems,and Next-Generation Satellites．Proc．SPIE．1997． 3221：448-462
25 Reichenbach S E，Park S K，Narayanswamy R．Characterizing digital image
acquisition devices．Optical Engineering．1998． 33：170-177
26邹异松,刘玉凤．白廷柱．光电成像原理．北京：北京理工大学出版社，1997
27 (美)Dan Osier．Steve Grobman，Steve Batson．Delphi 3自学通．西蒙与舒斯特国际 出版公司，北京：机械工业出版社．1998
28 张晓东．杜宏生．Delphi 5． 0编程与开发实例．北京：人民邮电出版社，1999
29 新智工作室．Delphi 5基础与提高．北京：电子工业出版社．2000： 74-88
30清宏计算机工作室．Deiphi数据库开发．北京：机械工业出版社，2000
31 [美]Inprise Corporation著．北京中软融保信息技术有限公司译．Delphi 5标准教 程．北京：清华大学出版社，1999： 89-113
32 吴小前，马亮．Delphi 5编程基础．北京：清华大学出版社，2000：45-51
33 Michael Koligman．David Quinn-Jacobs．and Joseph B Attili．MHPCC Web-based IR Data Library and Simulation．SPIE．1998，3369：293-302
34 Caughlin D．Integrating an Expert System into an Advanced Simutation Enviroment． SPIE．1998． 3369：109-119
35 Douglas S Fraedrich，Charles Confer．Performance improvement of an IR imaging system using sub-System MTF analysis．SPIE．1990． 1309：42-51
36 Luke B Scott．Lesley R Condiff．C2NVEO Advanced System Performance Model． SPIE．1990． 1309：176-179
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