發(fā)布時間：2020-09-27 19:10

　　 隨著近代光學(xué)理論的發(fā)展我們知道光學(xué)系統(tǒng)在某種意義上可以被看作一個頻率空間濾波器,這就意味著我們可以利用物與像之間的頻譜之比對系統(tǒng)的成像質(zhì)量進行評價,而這個光學(xué)系統(tǒng)對不同的空間頻率的傳遞性能稱為光學(xué)傳遞函數(shù)。光學(xué)傳遞函數(shù)中的調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)是判斷鏡頭等光學(xué)元件成像質(zhì)量的主要依據(jù),這種新的評價方法不但得到了攝影愛好者的推崇,在光學(xué)工程測量及工業(yè)加工等眾多領(lǐng)域都有極為廣泛的推廣與應(yīng)用。MTF值和對焦位置密切相關(guān),考慮到儀器誤差和實驗誤差,很難通過理論求解得到最佳的對焦位置;而僅通過人為手動調(diào)整對焦位置受到人為主觀因素和操作者水平的影響較大。近些年來,隨著人工智能的興起,在優(yōu)化方面提出一些不同于傳統(tǒng)優(yōu)化的基于人工智能的優(yōu)化方法。其中,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機因其有良好的非線性,被越來越多的用于函數(shù)逼近和模擬黑箱模型�；谏鲜隼碚�,本文開展了以下工作:(1)論述了MTF值的物理意義和測量方法,并基于此搭建了MTF光學(xué)測試系統(tǒng)裝置及平臺;探索了影響MTF值的關(guān)鍵因素。(2)提出了基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的MTF值優(yōu)化算法,得到了最佳對焦位置,比較了基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法和人為調(diào)整得到的最佳對焦位置和MTF值,并對其進行了分析。(3)提出了基于支持向量機的MTF值優(yōu)化算法,得到了最佳對焦位置,比較了基于支持向量機和人為調(diào)整得到的最佳對焦位置和MTF值,并對其進行了分析。得到了以下結(jié)論:(1)MTF值可用于評價光學(xué)元件成像質(zhì)量,且隨著采集位置向最佳像點逼近,待測系統(tǒng)的MTF值逐漸增大,隨著CMOS相機采集距離繼續(xù)增大,待測系統(tǒng)的MTF值逐漸減小。(2)通過基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的MTF值較人為優(yōu)化得到的MTF值增加,小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化得到的CMOS位置更加接近于最佳CMOS位置。(3)基于SVM方法優(yōu)化的MTF值較人為優(yōu)化得到的MTF值增加,基于SVM方法得到的CMOS位置更加接近于最佳CMOS位置。
【學(xué)位單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH74;TP18
【部分圖文】：

MTF 測量系統(tǒng)都是根據(jù)傳遞函數(shù)的定義論是優(yōu)化光學(xué)傳遞函數(shù)測量結(jié)果的基礎(chǔ)。本F，LSF，ELF 和 MTF 的關(guān)系出發(fā)，對測量討論。為后面搭建本實驗的測試系統(tǒng)以及對型現(xiàn)一些特定物理量傳遞的轉(zhuǎn)換器稱為系統(tǒng)。個系統(tǒng)始端的輸入與末端的輸出之間的聯(lián)系入與輸出之間的確立起來某種特殊的對應(yīng)關(guān)的物理量是電壓、電流，功率等，這些都是中，輸入和輸出的物理量則是光強度(非相相干成像)等等，這些物理量是關(guān)于空間坐標(biāo)1 1 1g ( x , y)2 2 2g ( x , y

) ( , ) exp ( ,)x y x y x yOTF f f m f f jφ f f = ,)x yf f 是 OTF 的模，被稱為調(diào)制傳遞函數(shù) MTF ( f )， ( ,x φ f 相位傳遞函數(shù) PTF ( f)[30]。上述推理過程如圖 2.2 所示。f ( x , y )h ( x , y)g ( x , y)F .T F .T

圖 2.3 幾種不同光學(xué)系統(tǒng)對應(yīng)的的 MTF-空間頻率曲線圖3 中我們可以觀察得出 C 曲線所代表的光學(xué)系統(tǒng)的整體性能要因為在 0~f2范圍內(nèi)空間頻率相同時 C 曲線對應(yīng) MTF 值比曲線，并且在極限分辨率下曲線 C 與坐標(biāo)軸所圍成的面積最大說明于 A 曲線和 B 曲線所代表的光學(xué)系統(tǒng)則要區(qū)分兩個不同空間范內(nèi) A 曲線所代表的光學(xué)系統(tǒng)在空間頻率相同時 MTF 值大于 B ，當(dāng)空間頻率處于 f1~f3范圍內(nèi)時在相同的空間頻率下 B 系統(tǒng)著空間頻率的增高在 f2~極限分辨率之間 B 曲線所代表的光學(xué) C 系統(tǒng)。如果只針對系統(tǒng)分辨來分析 A 與 C 對應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)，而 B 系統(tǒng)是這三個光學(xué)系統(tǒng)中對物體成像質(zhì)量最好的，這顯表的光學(xué)系統(tǒng)的分辨率高于 C 系統(tǒng)的，如果按照極限分辨率評成像質(zhì)量 B 光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)于 C 光學(xué)系統(tǒng)。由以上分析我們得知對個光學(xué)系統(tǒng)的像質(zhì)不夠全面與客觀，甚至在一定條件下可能會光學(xué)系統(tǒng)的 MTF 來評價像質(zhì)則彌補了這種不足，它是針對不

【參考文獻】

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1 李俊霖;郭永飛;李靜秋;蘭太吉;;遙感相機電子學(xué)非線性對調(diào)制傳遞函數(shù)的影響及其判別[J];光學(xué)精密工程;2015年11期

2 李旭陽;易紅偉;齊浩程;;多光譜遙感相機光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計[J];光子學(xué)報;2015年03期

3 譚家海;屈有山;張志軍;于婭立;周江;;有限共軛光學(xué)系統(tǒng)傳遞函數(shù)測量系統(tǒng)設(shè)計[J];電子測試;2014年01期

4 董建婷;陳偉;史漫麗;;基于刃邊法的MTF實時測試技術(shù)實現(xiàn)[J];計算機測量與控制;2013年02期

5 周建華;嚴(yán)高師;;透鏡的光學(xué)傳遞函數(shù)的實驗研究[J];實驗科學(xué)與技術(shù);2012年06期

6 劉亮;李顯彬;姜小光;吳瑋;張寶軍;楊典華;;刃邊法的MTF評價精度分析[J];中國科學(xué)院研究生院學(xué)報;2012年06期

7 王德江;董斌;李文明;金燦強;;TDI CCD電荷轉(zhuǎn)移對遙感相機成像質(zhì)量的影響[J];光學(xué)精密工程;2011年10期

8 姚大杰;劉志健;;基于MTF值的光柵圖像清晰程度判別[J];現(xiàn)代顯示;2011年06期

9 李鐵成;陶小平;馮華君;徐之海;;基于傾斜刃邊法的調(diào)制傳遞函數(shù)計算及圖像復(fù)原[J];光學(xué)學(xué)報;2010年10期

10 董濤;董慧穎;;基于大氣調(diào)制傳遞函數(shù)的天氣退化圖像復(fù)原方法研究[J];沈陽理工大學(xué)學(xué)報;2006年05期

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1 李曉英;于冬;;透鏡調(diào)制傳遞函數(shù)測量中的對焦問題研究[A];2004全國測控、計量與儀器儀表學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C];2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 吳青;基于優(yōu)化理論的支持向量機學(xué)習(xí)算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

2 李洋;小波過程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)理論及其應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

3 田英杰;支持向量回歸機及其應(yīng)用研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

4 馬衛(wèi)紅;基于圖像分析的光學(xué)傳遞函數(shù)測試技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機械研究所）;2005年

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1 陳燕芹;基于圖像處理的調(diào)制傳遞函數(shù)測試方法研究[D];長春理工大學(xué);2016年

2 李海強;雙層結(jié)構(gòu)預(yù)測控制算法設(shè)計與理論分析[D];浙江工業(yè)大學(xué);2012年

3 姚大杰;MTF測量方法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2012年

4 相春昌;CCD相機調(diào)制傳遞函數(shù)的測量[D];蘇州大學(xué);2011年

5 陳珊珊;基于CCD的MTF系統(tǒng)自動調(diào)焦系統(tǒng)開發(fā)及誤差分析[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

6 何煜濤;透鏡光學(xué)傳遞函數(shù)的測量[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

7 張亮君;視頻式光學(xué)傳遞函數(shù)測量儀[D];蘇州大學(xué);2010年

8 于謙;光學(xué)檢查鏡頭的MTF測試方法研究[D];浙江大學(xué);2010年

9 郭曉兵;基于圖像處理的MTF測試系統(tǒng)研究[D];南京理工大學(xué);2009年

10 陳圓圓;透鏡測量儀的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計及MTF算法的研究與實現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

本文編號：2828257