摘要调制传递函数（MTF）作为物理光学理论的一个概念，在光学系统的质量评价以及成像环节的评价中是一个重要指标。但是其不是一个确定的数值，而是一个空间频率的2D函数,随着空间频率逐渐降低。然而实际应用中，我们通常需要它的曲面形式。所以，本文就对已知u,v两方向的1D MTF数据怎样拟合得到一个2D MTF曲面进行了研究。本文通过两种方法拟合出不同的MTF曲面，然后选取不同的图片进行退化实验，分析图片退化前后的差异，来定量比较两种拟合方法的差异。65855

毕业论文关键词：MTF  曲面拟合  图像退化

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title   Research the methods of fitting MTF surface with data on the u,v direction

Abstract

Modulation transfer function (MTF) is a concept in physical optics theory, and an important indicator in evaluate the quality of the optical system and the imaging part of the evaluation. The MTF, not a constant, is a 2D function of the spatial frequency and decreases monotonically with the spatial frequency. We usually need to use its surface form in application. It is studied that how to structure a 2D MTF surface with two 1D MTF curves in u, v directions. In this Thesis, two methods of MTF surfaces fitting are researched, designed different target images degradation for experiments, and then analyzed the differences before and after the degradation, to compare quantitative difference with the two MTF surfaces fitting methods.

Keywords:  MTF    surface fitting    image degradation

目录

1  绪论 2

2  原理基础简介 3

2.1  最小二乘拟合 3

2.2  快速傅里叶变换 5

2.3  刃边法获取特定方向的MTF曲线 7

2.4  图像质量的评价 9

3  实验研究 11

3.1  MTF参数的模拟生成 11

3.1.1  MTF曲线模拟生成 11

3.1.2  模拟MTF曲面 13

3.2  由特定方向的MTF曲线构造MTF曲面的方法研究 13

3.3  靶标设计 17

3.4  退化实验设计 17

4  实验分析 18

4.1 2种MTF拟合精度分析 18

4.2 退化实验 20

致  谢 26

参 考 文 献 27

1  绪论

MTF，全称Modulation Transfer Function，中文名为调制传递函数, 它是物理光学理论的一个概念，是光学系统成像性能的综合评价指标。由于MTF既可以评价各个成像环节, 又可以用来描述整个光学遥感器质量, 同时MTF还以空间频率的函数形式存在, 比仅仅凭借某一个数字量( 分辨率、清晰度等) 来对成像系统进行质量评价更具有科学性。经过多年实践, 用图像MTF来评价光学系统质量的方法已经得到普遍承认并得到广泛应用[1]。

MTF是评价卫星光学系统性能的重要物理参数。若把光学成像系统看成空间频率滤波器，则各种空间频率的光波通过光学系统后，所发生的变化则反映了MTF的变化。MTF通常不是一个确定的数值，而是空间频率的函数，随着空间频率逐渐降低，MTF值逐渐下降。当成像系统在地面或实验室时，可以通过专用仪器进行测量，但系统上天后就不能进行直接测量了。目前国际上在轨运行卫星遥感器的MTF监测是一个研究热点。对于高分辨率的遥感器的MTF监测，通常使遥感器对人工布设的靶标或是特殊的地形地物如桥梁、冰帽等成像，在获取的卫星遥感图像上选取合适的成像标志物来拟合线扩展函数 ，然后经过傅立叶变换并适当修正，求出特定方向的MTF[2]。论文网