本文關(guān)鍵詞：仿視網(wǎng)膜分布探測器設(shè)計及成像特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京理工大學(xué)》 2015年

仿視網(wǎng)膜分布探測器設(shè)計及成像特性研究

王凡  

【摘要】：隨著光電成像技術(shù)的迅速發(fā)展，它廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)和科學(xué)研究領(lǐng)域，而且應(yīng)用領(lǐng)域在不斷拓展。但是應(yīng)用需求的多元化發(fā)展導(dǎo)致傳統(tǒng)的矩陣CCD/CMOS光電成像器件在某些特定場合應(yīng)用時存在問題，例如：在高速相向運動成像過程中，以像元均勻分布的矩陣探測器作為成像器件時，會產(chǎn)生輻射狀模糊圖像并影響視場有效范圍；視頻傳輸過程中龐大的數(shù)據(jù)量給帶寬和存儲設(shè)備都帶來挑戰(zhàn)；利用傳統(tǒng)的矩陣探測器配合魚眼鏡頭實現(xiàn)全景相機(jī)時，會產(chǎn)生畸變圖像。然而，前述問題對于人眼而言是十分簡單的任務(wù)，同時，研究表明人眼是智能的成像系統(tǒng)。為此，國內(nèi)外研究者們致力于仿生技術(shù)的發(fā)展，該探測器就是一類模擬人眼視網(wǎng)膜感光細(xì)胞分布的新型仿生探測器，像元排布在同心圓環(huán)上，整個面陣分為兩個區(qū)域：中心凹區(qū)和周邊區(qū)域。在中心凹區(qū)，像元尺寸相等且在整個面陣中最小，在周邊區(qū)域，像元尺寸逐環(huán)增加。由于其特殊的像元布局，使得該探測器在小數(shù)據(jù)量、大視場范圍和高分辨力之間取得較好的平衡。因此，仿視網(wǎng)膜分布探測器的出現(xiàn)有望解決矩陣探測器在上述應(yīng)用過程中所存在的問題，對該探測器的研究具有重要的應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義。 盡管仿視網(wǎng)膜分布探測器具有上述優(yōu)勢，但是其像元布局的設(shè)計并沒有依據(jù)可循，大量文獻(xiàn)調(diào)研，均沒有檢索到針對不同應(yīng)用需求設(shè)計探測器像元布局參數(shù)的研究報，國內(nèi)，關(guān)于仿視網(wǎng)膜分布探測器的設(shè)計與制造的研究尚屬空白。本文在深入闡述國外已有仿視網(wǎng)膜分布探測器的研究發(fā)展現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，對該探測器的像元布局設(shè)計方法以及靜、動態(tài)成像特性分析與性能測試方法進(jìn)行了深入研究，完成并取得了以下創(chuàng)新性研究成果： 1)針對相向運動成像的特點，提出了一種新的仿視網(wǎng)膜分布探測器像元布局模型，并根據(jù)三種不同的應(yīng)用要求，將針對不同應(yīng)用需求設(shè)計探測器像元布局參數(shù)的問題轉(zhuǎn)化為多目標(biāo)優(yōu)化問題，并利用粒子群算法進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)的探測器像元布局參數(shù)。算法魯棒性高且優(yōu)化結(jié)果接近設(shè)計準(zhǔn)則； 2)針對仿視網(wǎng)膜分布探測器的空變特性，建立了仿視網(wǎng)膜分布探測器的靜態(tài)調(diào)制傳遞函數(shù)模型。模型根據(jù)調(diào)制傳遞函數(shù)的定義，針對探測器各空不變的子區(qū)域，計算對應(yīng)輸出圖像與輸入圖像的頻譜比值，獲得仿視網(wǎng)膜分布探測器的靜態(tài)調(diào)制傳遞函數(shù)，用于定量分析包含空變器件的成像系統(tǒng)性能。針對研制的仿視網(wǎng)膜分布探測器成像系統(tǒng)，進(jìn)行了利用不同周期數(shù)的輻射靶標(biāo)測量其調(diào)制傳遞函數(shù)的實驗，結(jié)果表明，實驗測量值與理論值接近； 3)根據(jù)相向運動成像特點，建立了仿視網(wǎng)膜分布探測器在相向運動成像過程中的動態(tài)調(diào)制傳遞函數(shù)。利用統(tǒng)計矩的分析方法求解相向運動成像過程中的運動對調(diào)制度的影響，并結(jié)合仿視網(wǎng)膜分布探測器靜態(tài)調(diào)制傳遞函數(shù)，獲得該探測器在相向運動成像過程中的動態(tài)調(diào)制傳遞函數(shù)。同時，進(jìn)行了基于動態(tài)調(diào)制傳遞函數(shù)的相向運動成像輸出圖像的半實物仿真實驗，仿真圖像與實際采集圖像的Pearson相關(guān)系數(shù)大于0.85； 4)提出了通過旋轉(zhuǎn)成像實現(xiàn)等效相向運動的實驗方案，并利用自行搭建的實驗系統(tǒng)，，定量對比了仿視網(wǎng)膜分布相機(jī)與矩陣相機(jī)在相向運動等效實驗中的圖像模糊長度，實驗結(jié)果表明，基于本文設(shè)計的仿視網(wǎng)膜分布探測器相機(jī)具有抗輻射狀模糊的優(yōu)勢。 本文的仿視網(wǎng)膜分布探測器像元布局設(shè)計方法可滿足不同應(yīng)用場合的需求，充分利用仿視網(wǎng)膜分布探測器的像元布局優(yōu)勢解決相關(guān)的實際問題。同時，本文對仿視網(wǎng)膜分布探測器的靜動態(tài)成像特性分析及實測方法研究也為進(jìn)一步設(shè)計發(fā)展高性能的仿視網(wǎng)膜分布探測器，提供理論和技術(shù)參考。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

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【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 于家城;陳家斌;晏磊;劉岳峰;;圖像匹配在海底地圖匹配中的應(yīng)用[J];北京大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年06期

2 曹峰梅;陳奕惺;張穎穎;金偉其;;基于坐標(biāo)變換的相向運動圖像模糊復(fù)原方法[J];北京理工大學(xué)學(xué)報;2008年02期

3 曹峰梅;顏凱;王凡;張雷;;非矩形探測器陣列在相向運動中的成像優(yōu)勢分析[J];北京理工大學(xué)學(xué)報;2011年06期

4 謝濤,陳火旺;多目標(biāo)優(yōu)化與決策問題的演化算法[J];中國工程科學(xué);2002年02期

5 王軍;張明柱;;圖像匹配算法的研究進(jìn)展[J];大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報;2007年01期

6 王立,張科,李言俊;視網(wǎng)膜皮層圖像信號處理的傳輸機(jī)制與仿真[J];光學(xué)技術(shù);2003年04期

7 趙小俠;謝永軍;趙衛(wèi);;Wide field-of-view foveated imaging system[J];Chinese Optics Letters;2008年08期

8 劉欽曉;趙廷玉;陳燕平;張文字;余飛鴻;;Pupil design based on Fisher information optimization to extend field depth in practical optical system[J];Chinese Optics Letters;2010年02期

9 陳喜春;曹峰梅;金偉其;;基于極坐標(biāo)的相向運動圖像模糊的遞歸模型[J];光子學(xué)報;2007年03期

10 李鐵成;馮華君;徐之海;;A new analytical edge spread function fitting model for modulation transfer function measurement[J];Chinese Optics Letters;2011年03期

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 姚元金;廣義不變凸分式多目標(biāo)規(guī)劃的最優(yōu)性條件[J];安徽大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年01期

2 張蕾蕾;;對稱弧式連通凸多目標(biāo)半無限規(guī)劃的對偶性[J];安徽大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年01期

3 蘆壘;歐陽峰;駱珍珍;;淺析冪函數(shù)加和型普適指數(shù)公式在湖泊富營養(yǎng)化綜合評價中的應(yīng)用[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2008年33期

4 李言俊,高陽;仿生技術(shù)及其應(yīng)用[J];安陽工學(xué)院學(xué)報;2005年01期

5 祁飛;李言俊;張科;;Method of Infrared Image Enhancement Based on Stationary Wavelet Transform[J];Journal of China Ordnance;2008年03期

6 王麗穎;趙連麗;趙連忠;;多目標(biāo)規(guī)劃模型的應(yīng)用研究[J];白城師范學(xué)院學(xué)報;2010年06期

7 張紅源;陳自力;;圖像匹配經(jīng)典算法及其改進(jìn)方法研究[J];兵工自動化;2008年09期

8 王真勝;馬颯颯;宋偉;;紅外熱像儀外場性能測試系統(tǒng)[J];兵工自動化;2011年11期

9 張杰,趙曉萍;目標(biāo)規(guī)劃模型最優(yōu)可達(dá)值的等價命題[J];吉林師范學(xué)院學(xué)報;1999年05期

10 王吉暉;金偉其;王霞;;基于最小可分辨對比度的直視微光夜視系統(tǒng)綜合性能評價[J];兵工學(xué)報;2010年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;An Image Method of Velocity Measurement Based on the Smearing Effect[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

2 ;Particle Swarm Optimization of Periodic Deep Brain Stimulation Waveforms[A];中國自動化學(xué)會控制理論專業(yè)委員會A卷[C];2011年

3 ;Multiobjective Static Output-Feedback Control with Control Input Constraint for a Class of Nonlinear Systems[A];中國自動化學(xué)會控制理論專業(yè)委員會D卷[C];2011年

4 黃倩;金偉其;夏潤秋;王霞;馮亮;彭云糧;;基于人眼時限模型的紅外弱小目標(biāo)探測實驗及其分析[A];中國光學(xué)學(xué)會2010年光學(xué)大會論文集[C];2010年

5 楊靚;黃巾;盧強(qiáng);黃士坦;;基于全息相關(guān)系數(shù)矩陣的匹配算法[A];第十一屆全國信號處理學(xué)術(shù)年會（CCSP-2003）論文集[C];2003年

6 楊德貴;朱孝開;黎相;肖順平;;基于凝視紅外成像系統(tǒng)的被動測距研究[A];第十三屆全國信號處理學(xué)術(shù)年會（CCSP-2007）論文集[C];2007年

7 周偉;楊正球;;組合服務(wù)中QoS全局最優(yōu)服務(wù)選擇算法的改進(jìn)[A];中國電子學(xué)會第十六屆信息論學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

8 謝鳳英;姜志國;;基于互相關(guān)的顯微醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)[A];第九屆中國體視學(xué)與圖像分析學(xué)術(shù)會議論文集[C];2001年

9 周云郊;蘭鳳崇;陳吉清;李宇彤;裘芝敏;;基于剛度與模態(tài)分析的客車結(jié)構(gòu)輕量化研究[A];2009年廣東先進(jìn)制造技術(shù)(佛山)活動周文集[C];2009年

10 潘敏;程良倫;;一種基于角點匹配的PCB板元件安裝缺陷檢測基準(zhǔn)點定位算法[A];中國自動化學(xué)會中南六省（區(qū)）2010年第28屆年會·論文集[C];2010年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃林峰;多目標(biāo)進(jìn)化算法研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

2 湯義;智能交通系統(tǒng)中基于視頻的行人檢測與跟蹤方法的研究[D];華南理工大學(xué);2010年

3 李先鋒;基于特征優(yōu)化和多特征融合的雜草識別方法研究[D];江蘇大學(xué);2010年

4 吳鋒;基于GPU并行計算的數(shù)值模擬與燃煤鍋爐系統(tǒng)的優(yōu)化研究[D];浙江大學(xué);2010年

5 商秀芹;新型進(jìn)化計算方法及其在煉鐵燒結(jié)過程建模與優(yōu)化中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2010年

6 龐燕;我國中部地區(qū)國際物流運作模式研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2007年

7 劉欽曉;波前編碼成像系統(tǒng)解碼算法理論研究及其應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2010年

8 劉超;激光光熱驅(qū)動技術(shù)與微型光熱驅(qū)動機(jī)構(gòu)研究[D];浙江大學(xué);2010年

9 雷華;基于金字塔反射鏡的視場無縫拼接技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2010年

10 王玉寶;節(jié)水型農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王金鳳;多階段投資組合模型及其算法的研究[D];南昌航空大學(xué);2010年

2 馬水松;多目標(biāo)遺傳算法與非支配集的構(gòu)造研究[D];山東科技大學(xué);2010年

3 徐艷;基于DSP的圖像跟蹤系統(tǒng)及跟蹤算法的研究[D];長春理工大學(xué);2010年

4 于浩;CCD相機(jī)測量對比度的校正方法研究[D];長春理工大學(xué);2010年

5 孫琛琛;大幅面絲網(wǎng)疵點的圖像識別算法研究[D];浙江理工大學(xué);2010年

6 劉賀;基于目標(biāo)滿意度的多目標(biāo)調(diào)運過程仿真研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

7 譚大偉;五輪可重構(gòu)移動機(jī)器人構(gòu)型設(shè)計及研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

8 田振杰;基于遺傳算法的工程項目工期與成本的優(yōu)化[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

9 林鴻蘊(yùn);船用封閉行星齒輪傳動優(yōu)化設(shè)計研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

10 盧艷爽;水面無人艇路徑規(guī)劃算法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

【二級參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊威;趙剡;許東;;基于人眼視覺的結(jié)構(gòu)相似度圖像質(zhì)量評價方法[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2008年01期

2 任世宏;圖像實時匹配算法的研究[J];北京理工大學(xué)學(xué)報;1992年03期

3 徐建斌,洪文,吳一戎;一種基于距離變換和遺傳算法的遙感圖像匹配算法[J];電子與信息學(xué)報;2005年07期

4 周燕,金偉其;人眼視覺的傳遞特性及模型[J];光學(xué)技術(shù);2002年01期

5 蘇秉華,金偉其;基于POCS-MPMAP合成算法的超分辨率圖像復(fù)原(英文)[J];光子學(xué)報;2003年04期

6 李勇量,倪國強(qiáng),陳小梅;基于尺度相關(guān)性的微光圖像降噪算法及其硬件實現(xiàn)[J];光子學(xué)報;2003年06期

7 鄭剛,賈振紅;同態(tài)技術(shù)在紅外圖像處理中的應(yīng)用[J];光子學(xué)報;2005年09期

8 程輝,田金文,柳健;聲納技術(shù)在海底地形輔助導(dǎo)航中的應(yīng)用[J];軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品;2003年11期

9 蔡毅,潘順臣;紅外技術(shù)在未來軍事技術(shù)中的地位和作用[J];紅外技術(shù);1999年03期

10 楊峰,朱紅,趙亦工;紅外成像傳感器1/f噪聲的預(yù)測與補(bǔ)償[J];紅外與毫米波學(xué)報;2003年02期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王慧燕;圖像邊緣檢測和圖像匹配研究及應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2003年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 王立;先進(jìn)紅外成像制導(dǎo)技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2001年

2 鮑勝利;基于多算法集成和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的漢字識別系統(tǒng)的研究[D];四川大學(xué);2002年

3 石友學(xué);圖像匹配中若干問題的研究[D];大連理工大學(xué);2004年

4 何寧;圖象匹配問題中關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西北大學(xué);2003年

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 昭華;;熱成象用的多元探測器陣列[J];激光與紅外;1976年02期

2 昭華;;紅外多元探測器陣列工藝[J];激光與紅外;1978年04期

3 石明金;;新型高密度紅外肖特基電荷耦合探測器陣列[J];紅外與激光技術(shù);1987年03期

4 劉妍妍;張新;徐正平;張建萍;王靈杰;王德江;;賦形像元探測器在超分辨重建中的應(yīng)用[J];紅外與激光工程;2009年06期

5 尚鐸;;射頻濺射法制紅外探測器陣列[J];激光與紅外;1973年07期

6 P·KennedyMcEwen;邊原;;焦面探測器陣列的信號處理器[J];應(yīng)用光學(xué);1988年01期

7 李燁;;新一代導(dǎo)彈尋的頭引入硅化鉑探測器[J];現(xiàn)代兵器;1991年08期

8 ;專利[J];光機(jī)電信息;1995年06期

9 楊鵬翎;馮國斌;王群書;王振寶;程建平;;中紅外高能激光光斑探測器[J];中國激光;2009年08期

10 宗蘭;;熱成象用熱電探測器陣列[J];激光與紅外;1972年12期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄒鴻;陳鴻飛;鄒積清;施偉紅;張錄;寧寶俊;田大宇;;硅條帶探測器陣列在空間粒子探測中的應(yīng)用[A];中國空間科學(xué)學(xué)會空間探測專業(yè)委員會第十八次學(xué)術(shù)會議論文集（下冊）[C];2005年

2 李齊林;鄧小武;陳立新;黃曉延;;2-D半導(dǎo)體探測器陣列方向性響應(yīng)的研究[A];中華醫(yī)學(xué)會放射腫瘤治療學(xué)分會六屆二次暨中國抗癌協(xié)會腫瘤放療專業(yè)委員會二屆二次學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

3 馬攀;戴建榮;Jie She;;探測器陣列大野測量時散射體積缺損對測量準(zhǔn)確性的影響[A];2007第六屆全國放射腫瘤學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

4 張行坤;;數(shù)字化X線設(shè)備CR和DR的成像原理[A];中華醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會第八次學(xué)術(shù)年會暨《醫(yī)療設(shè)備信息》創(chuàng)刊20周年慶祝會論文集[C];2006年

5 吳廣國;黃勇;賈彬;曹學(xué)蕾;孟祥承;王煥玉;李秀芝;梁琨;楊茹;韓德俊;;硅漂移探測器的制作工藝及特性研究[A];第十四屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（上冊）[C];2008年

6 吳廣國;黃勇;賈彬;曹學(xué)蕾;孟祥承;王煥玉;李秀芝;梁琨;楊茹;韓德俊;;硅漂移探測器的制作工藝及特性研究[A];第十四屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（1）[C];2008年

7 徐子森;;多層螺旋CT技術(shù)新進(jìn)展[A];山東醫(yī)學(xué)會醫(yī)療器械專業(yè)委員會第八次學(xué)術(shù)年會論文集[C];2000年

8 L．Bagby;M．Johnson;R．Lipton;顧維新;;硅條探測器及其讀出芯片SVX飽和的研究[A];第8屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（一）[C];1996年

9 向思樺;陳四海;潘峰;黃磊;賴建軍;柯才軍;易新建;;柔性仿生復(fù)眼成像系統(tǒng)探測機(jī)理模擬研究[A];2004全國圖像傳感器技術(shù)學(xué)術(shù)交流會議論文集[C];2004年

10 常勁帆;王錚;李秋菊;張研;;LHAASO地面粒子探測器陣列前端電子學(xué)初步設(shè)計[A];第十五屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 實習(xí)生 姜靖;[N];科技日報;2007年

2 記者 王艷紅;[N];新華每日電訊;2001年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 王凡;仿視網(wǎng)膜分布探測器設(shè)計及成像特性研究[D];北京理工大學(xué);2015年

2 楊賀潤;Micromegas探測器的性能研究[D];蘭州大學(xué);2010年

3 楊波;可見拓展的短波紅外InGaAs探測器研究[D];中國科學(xué)院研究生院（上海技術(shù)物理研究所）;2014年

4 王自昱;微機(jī)電系統(tǒng)中的聲學(xué)推進(jìn)器和探測器[D];武漢大學(xué);2011年

5 郝新軍;LHAASO水切倫科夫探測器原型陣列讀出電子學(xué)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王鑫;工業(yè)CT探測器光電流信號放大及轉(zhuǎn)換特性研究[D];重慶大學(xué);2011年

2 齊國濤;Si-PIN X射線探測器性能研究[D];河北師范大學(xué);2012年

3 劉海;LiTaO_3探測器的二維結(jié)構(gòu)分析[D];長春理工大學(xué);2007年

4 范生強(qiáng);BST鐵電薄膜紅外探測器陣列的制備工藝及其電學(xué)性能[D];湖北大學(xué);2011年

5 郝博濤;大氣激光通信系統(tǒng)探測器陣列分集接收技術(shù)研究[D];長春理工大學(xué);2013年

6 倉黎黎;基于384×288探測器的非制冷紅外圖像處理技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2009年

7 丁勇;軌道振動和探測器傾斜對錐束CT的影響[D];東北大學(xué);2008年

8 劉飛;光通信系統(tǒng)中波長選擇性波導(dǎo)探測器的研究[D];北京郵電大學(xué);2013年

9 馬霄云;氟化鋇探測器的設(shè)計組裝和性能測試[D];蘭州大學(xué);2007年

10 王釋偉;新型PIN硅半導(dǎo)體探測器的輻射損傷研究[D];蘭州大學(xué);2006年

  本文關(guān)鍵詞：仿視網(wǎng)膜分布探測器設(shè)計及成像特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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