1、 5. 5紅外成像系統的綜合特性紅外成像系統性能的綜合量度指： 空間分辨率、溫度分辨率空間分辨率調制傳遞函數（MTF）溫虜分辨率噪聲等效溫差（NETD）最小可分辨溫差（MRTD）最小可探測溫差（MDTD）空間分辨率1、 空間分辨率是指圖像中可辨認的臨界物體空間幾何長度的量小極限，即對細微結構的分辨率.2、 空間分辨率是指遙感形驚上能夠識別的兩個相鄰地物的量小距離.對于攝形影律，通常用單位長度內包含可分辨的黑白“線對敷表示（找對/*米）； 對于掃描影傑通常用関時視場角（IFOV）的大小來表示（*弧度 mrad） 即像元，是掃描診徐中能夠分辨的最小面積空問分辨率數值在地面上的實 際尺寸稱為地面分辨

2、率.對于攝影影像，用線對在地面的覆蓋寬度表示（米）：對于掃描影則是僮元所對應的地面實際尺寸（米）如陸地衛 星多波段掃描影徐的空間分辨率或地面分辨率為 79 米（律元大小 56X79 米） 但具有同樣數值的線對寬度和像元大小，它們的地面分辨率不同.對光機掃 描影像而言.約需 2. 8 個像元才能代表一個攝影形像上一個線對內相同的信息. 空間分辨率是評價傳感器性能和遙感信息的重要指標之一.也是識別地物形 狀大小的整要依據.3、 空間分辨率觀的理解就是通過儀器可以識別物體的臨界幾何尺寸.，5.5.1調制傳遞函數（MTF）1基本概念紅外成像系統低通線性濾波器給紅外成像系統輸入一個正弦信號（即給出一個光

3、強 正弦分布的目標），輸出仍然是同一頻率的正弦信號 （即目標成的像仍然是同一空間頻率的正弦分布），只不過像的對比有所降低，位相發生移動。對比降低的程度和位相移動的大小是空間頻率的函數對比傳遞函數（MTF）位相傳遞函數（PTF）函數的具體形式完全由紅外成像系統的成像性能所決傳遞函數客觀地反映了成像系統的成像質量，紅外成 像系統存在一個截止頻率，對這個頻率，正弦目標的 像的對比降低到0目標經系統成像后一般都是能減少，對比降低和 信息衰減圖5-39 （Pl?2h通常所謂的分辯率，是將物體結構分解為線或點， 這只是分解物體方法的一種。另一種方法是將物體結構分解為各種頻率的常，即 認為物體是由各種不同的

4、空間頻率組合而成的。紅外成像系統的特性就表現為它對各種物體結構頻 率的反應：透過特性、對比變化和位相推移空間頻率定義為周 期量在單位空間上變化 的周期數：物體的調制度（對比度）定義:f=1/&=RITXXX線對/毫米 Ip/mm能能正弦分布的輸體正弦分布的輸體. .平均能平均能為為 Mb 能能起伏為起伏為 bl物體經紅外成像系統成像后的調制度為Mi,則光學 系統對某一頻率的調制傳遞函數卜1TF：MTF(fx)=牛2紅外成像過程中各個環節的調制傳遞函數紅外成像系統模型如前所述， 根據線性 濾波理論，對于由一系列具有一定頻率特性（空間的或時間的）的分系統所組成的紅外 成像系統，只要逐個求出

5、分系統的傳遞函數，其桑積就是整個系統的傳遞函數Mbl光學系統的調制傳遞函數MTF。Dane Triplet 50m f/4 ZOdegUNITS：kWFOOL LEMJTH -50 HA-0.125DES：OSLO衍射限光學系統一射非衍射限光學系統一像差光學系統的MTF。為:MTF()= MTF01 MTF( P探測器的MTFd電子線路的MTF；顯示器的MTFm大氣擾動的MTFom人眼調制傳遞函數MTFeye人眼能發現的能量起伏為0. 05,即最大能量為1,最低能量是0.95時也能發現， 所以人眼能接收感知 的極限調制度為0. 02614紅外成像系統的傳遞函數MTF：MTF = MTF MTF

6、. MTFMTFMTF _MTFoaemo/wcc*例：一目標經紅外成像系統成像后供人眼觀察，在 某一特征頻率時，目標對比度為0.5,大氣的MTF為0.9,探測器的MTF為0.5,電路的MTF為0. 95, CRT的MTF為0.5,則在這一特征頻率下，光學系統的MTF至 少要多大？().5 x 0.9 x 0.5 x 0.95 x 0.5 xMTF,王0.026MTF 2 0.24135. 5.2噪聲等效溫差(NETD)1.噪聲等效溫差NETD的定義用紅外成像系統觀察標準試驗圖案， 當紅外成 像系統輸出端產生的峰值信號與均方根聲電壓之 比為1時的目標與背景之間的溫差，稱為噪聲等效 溫差(NET

7、D) oNETD是表征紅外成像系統受客觀信噪比限制的 溫度15分辨率的一種量度。2. NETD的表達式及物理意義假設目標與背景都是朗伯輻射體先求岀紅外成像系統分辨單元接收到的 48 射功率 再求岀由于目標與背景溫差引起的接收功率的差異 繼而求得信號電壓的變化及信噪比 由定義可得到NETD 的表達式對單元探測器光機掃描方式，其NETD表達式為:D*(2)探測器的歸一化探測度(比探測率)M,(T)目標的光譜輻射出射度IXNETD表征一個紅外成像系統性能的三個主要特征參數, 分別反映了系統的溫度分辨率.信息傳遞速率及空 間分辨率：三個特征參數在性能要求上是 相互矛盾的，即存在制約關系NETD的局限性

8、NETD反映的是客觀信噪比限制的溫度分辨率，沒 有考慮視覺特性的影響單純追求低的NETD值井不意味著一定有很好的系 統性能NETD反涙的是系統對低（均勻大目標）的 溫度分辨率，不能表征系統用于觀測較高空間頻率景 物時的溫度分辨性能NETD具有概念明確、測量容易的優點，在系統設 計階段，采用NETD作為對系統諸參數進行選擇的權衡 標準是有用的205. 5.3最小可分辨溫差（MRTD）MRTD是景物空間頻率的函數，是表征系統受觀在 信噪比限制的溫度分辨率的量度。MRTD的測試圖案由成像系統對某一組四條帶圖案成像，調節目標相對背景的沮墓， 從零逐漸增大， 直到 在顯示屏上剛能分講出條帶圖案為止。此時的 溫差就是在該組目標空間頻率下的最小可分辨 溫差。分別對不同空間頻率的條帶圖案重復上 述測量過程，可得到MRTD曲線MRTD綜合描述了在噪聲 中成像時，紅外成像系 統對目標的空間及溫度 分辨能力。MRTD存在的問題主要是：它是一種帶有主雙成分的量度，測試結果會因人而異。此外，未考慮人眼的譏制傳滋函數對信號的影響也是其不足之處5. 5.4最小可探測溫差(MDTD)最小可探測溫差MDTD是將NETD與MRTD的概念在 某些方面作了取舍后而得出的。具體地說，MDTD仍 是采用MRTD的觀測方式，由在顯示屏上剛