ANALYSIS AND EVALUATION OF SAMPLED IMAGING SYSTEMS

Richard H. Vollmerhausen, Donald Reago, and Ronald G. Driggers
SPIE, 2010. 

TABLE OF CONTENTS

Preface    xi  11
Acronyms and Abbreviations    xiii   13

Part I Analysis of Sampled Imaging Systems


Chapter 1 The Sampling Process   3

1.1 Description of a Sampled Imager     3
1.2 Description of the Sampling Process  6
1.3 Linearity and Shift Invariance   9
1.4 Signal Reconstruction     13
1.5 Three Ways of Viewing the Sampling Process     15
   1.5.1 The displayed image as the sum of its parts     16
   1.5.2 The display as a filter of the image samples     18
   1.5.3 The display as a filter of the sampled image     20
1.6 The Sampling Theorem   24
   1.6.1 Theory  24
   1.6.2 Example     26
   1.6.3 Discussion   29
Bibliography     29

Chapter 2 Fourier Integral Representation of an Optical Image      31

2.1 Linear Shift-Invariant Optical Systems   31
2.2 Equivalence of Spatial and Frequency Domain Filters   34
2.3 Reducing LSI Imager Analysis to One Dimension  36
2.4 Perspectives on One-Dimensional Analysis    42
2.5 Imager Modulation Transfer Functions   45
   2.5.1 Imager components    45
   2.5.2 Line-of-sight jitter     47
      2.5.2.1 Reduction of line-of-sight jitter by eye
tracking     50
      2.5.2.2 Effect of temporal sampling on line-of-sight
jitter    52
   2.5.3 Electronic stabilization     53
   2.5.4 Motion blur  55
   2.5.5 Field replication   56
   2.5.6 Analog electronic filters    56
   2.5.7 Display MTF     57
Bibliography     59

Chapter 3 Sampled Imager Response Function   61

3.1 Fourier Transform of a Sampled Image  63
3.2 The Sampled Imager Response Function  67
3.3 Examples of Sampled Imager Response Functions  69
   3.3.1 Example 1: The pictures of Lena in Chapter 1   69
   3.3.2 Example 2: Effect of changing sample rate  71
   3.3.3 Example 3: Midwave thermal imager  79
   3.3.4 Example 4: Two-dimensional SIR example     81
Bibliography     85

Chapter 4 Sampled Imager Optimization    87

4.1 Interpolation Implementation   89
Bibliography     97

Chapter 5 Interlace and Dither     99

5.1 Sampling Improvement with Static Scene    102
5.2 Resolution and Sensitivity    107
5.3 Effect of Scene-to-Sensor Motion  110
Bibliography    112

Part II Evaluating the Performance of Electro-Optical

Imagers

Chapter 6 Quantifying Visual Task Performance     115

6.1 Specifying and Evaluating Field Performance     118
6.2 Factors That Influence Target Identification  120
6.3 Measuring Target Signatures  121
6.4 Experimental Procedure  122
6.5 Field Test Procedure     125
6.6 Test Sets Other Than Tactical Vehicles     127
6.7 Field Testing Using Bar Targets    129

Chapter 7 Evaluating Imager Resolution   131

7.1 Imager Evaluation Procedure  132
7.2 Modeling Gain, Level, and the User Interface     134
7.3 Observer Vision    138
7.4 Predicting Probability of Identification  143
   7.4.1 Comparing experimental data to model predictions  145
7.5 Test Sets Other Than Tactical Vehicles     146
Bibliography    147

Chapter  8  Quantifying the Effect of Aliasing on Visual

Task Performance    149
8.1 Model Treatment of Spatial Noise  150
8.2 Treatment of Temporal Noise in Detectivity Versus
Photon-Counting Models     152
8.3 Relating Target and Imager Coordinate Systems   155
8.4 Spatial Scaling of Aliasing Noise   161
Bibliography    163

Chapter 9 Thermal Imager Topics     165

9.1 Effective Blackbody Temperature  168
9.2 Signal and Noise in the Detectivity Model    172
9.3 Thermal Imager Contrast Threshold Function     175
9.4 Adding Aliasing Noise   177
9.5 Predicting Range Performance     179
9.6 Modeling Contrast Enhancement and Boost  180
9.7 Minimum Resolvable Temperature     182
   9.7.1 Predicting minimum resolvable temperature    183
   9.7.2 Predicting sampled imager minimum resolvable temperature     187
   9.7.3 Improving the minimum resolvable temperature procedure   190
Bibliography    191

Chapter 10 Imagers of Reflected Light      193

10.1 Calculating Target Set Contrast    193
10.2 System Contrast Threshold Function    196
   10.2.1 Interlace    200
   10.2.2 Snapshot and frame integration  201
10.3 Predicting Range Performance     202
Bibliography    203

Part III Applications


Chapter 11 Computer Programs and Application Data     207

11.1 Optics Modulation Transfer Function   208
   11.1.1 Thermal imagers     208
   11.1.2 Imagers of reflected light   211
11.2 Display Modulation Transfer Function  213
   11.2.1 Cathode ray tubes    213
   11.2.2 Liquid crystal displays     216
   11.2.3 Display interface format   218
11.3 Atmospheric Transmission and Turbulence   218
   11.3.1 Atmosphere in the reflective model   219
   11.3.2 Atmosphere in the thermal model    221
   11.3.3 Atmospheric turbulence    223
11.4 Detector Calculations    223
   11.4.1 Detector noise   223
   11.4.2 Detector modulation transfer function     226
11.5 Computer Program Description    227
11.6 Imager Analysis Using the Programs    235
   11.6.1 Imager resolution     235
   11.6.2 System contrast threshold function   236
   11.6.3 Range plots     237
References     240
Bibliography    240

Chapter 12 Infrared Focal Plane Arrays     241

12.1 Photon Detector Infrared Focal Plane Arrays  241
   12.1.1 Photon detector basic principles     241
   12.1.2 Readout integrated circuit  246
   12.1.3 Photon detector dark current    247
12.2 IR FPA Performance Characterization   251
   12.2.1 Responsivity and detectivity background-limit performance     252
   12.2.2 Flux-based signal-to-noise ratio     255
12.3 Commonly Available Photon Detector FPAs  258
   12.3.1 Indium antimonide (InSb) detectors  258
   12.3.2 Quantum well infrared photoconductor (QWIP) detectors    261
   12.3.3 Mercury cadmium telluride (HgCdTe) detectors    264
12.4 Uncooled Detectors     269
   12.4.1 Introduction     269
   12.4.2 Signal-to-noise ratio and performance limits   271
   12.4.3 Typical uncooled detectors     273
References     274

A Appendix Observer Vision Model     277

A.1 Contrast Threshold Function  277
A.2 Engineering Model of the Eye     278
References     282


Index     285

Общее количество гиперссылок.

Внимание
       Этот файл предначначен   для работы с книгой формата DJVU(Bundled) в режиме OFF-LINE

Переход к предметному указателю( к Index) ======>>