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第1章 引言1

1.1 成像系统相关术语2

1.2 系统模型构建3

1.3 灵敏度和分辨率的极限5

1.4 红外成像系统6

1.5 红外成像系统的模型构建8

1.6 模型的输入信号8

参考文献9

第2章 红外热成像系统的运行11

2.1 光学部件12

2.2 扫描仪13

2.3 探测器和冷却器15

2.3.1 探测器分类16

2.3.2 特定（专用）探测器17

2.3.3 探测器的工作17

2.4 特殊系统19

2.4.1 线阵扫描仪19

2.4.2 公共模块系统19

2.4.3 电光倍增系统22

2.4.4 电子多路传输系统22

2.4.5 第二代扫描系统23

2.4.6 凝视阵列系统24

2.5 系统放大率25

参考文献25

第3章 辐射度学26

3.1 辐射传输26

3.1.1 普朗克黑体公式27

3.1.2 扩展源28

3.1.3 点源31

3.2 温度差△T概念35

3.3 光度学36

3.4 归一化36

参考文献38

第4章 调制传递函数（MTF）理论40

4.1 MTF定义41

4.2 线性滤波理论42

4.2.1 线性系统的光电系统42

4.2.2 级联MTFs43

4.3 叠加在光学系统中的应用44

4.4 相移45

参考文献46

第5章 采样理论47

5.1 采样理论48

5.2 混淆49

5.3 采样器50

5.3.1 探测器作为采样器50

5.3.2 空间采样51

5.3.3 A/D转换器53

5.4 微扫描54

5.5 抗混淆滤波器55

参考文献56

第6章 通用模块系统57

6.1 光学传递函数OTF58

6.1.1 衍射受限OTF58

6.1.2 中央遮挡60

6.1.3 像差61

6.1.4 散焦光学62

6.1.5 高斯近似63

6.2 探测器63

6.3 运动64

6.3.1 线性运动65

6.3.2 正弦运动66

6.3.3 随机运动（抖动）67

6.3.4 非线性扫描镜的运动69

6.3.5 低频运动69

6.4 电子系统的MTF69

6.4.1 电子频率向空间频率转换69

6.4.2 探测器时间常数73

6.4.3 放大器73

6.4.4 电子滤波器73

6.5 发光二极管75

6.6 视觉光学75

6.7 眼响应75

6.7.1 人眼空间频率向空间频率的转换76

6.7.2 人眼MTF76

6.7.3 人眼对比度阈值函数（CTF）79

6.8 系统设计实例：随机运动80

6.9 中心极限定理81

参考文献81

第7章 光电多路传输系统84

7.1 摄像机84

7.1.1 转换：从摄像机（扫描）线到空间频率84

7.1.2 摄像机的调制传递函数85

7.2 视频放大器和滤波器85

7.2.1 转换：摄像机频率到空间频率86

7.2.2 辅助放大器线路86

7.2.3 视频放大器87

7.3 显示器87

7.4 系统设计实例88

参考文献89

第8章 电子多路传输系统90

8.1 移动91

8.2 探测器92

8.2.1 时间延迟和积分（TDI）92

8.2.2 SPRITE探测器93

8.2.3 非冷却探测器94

8.3 转换：从取样频率到空间频率95

8.4 转换：视频取样频率到空间频率95

8.5 图像重建96

8.5.1 取样保持96

8.5.2 后重建滤波器96

参考文献98

第9章 凝视阵列系统100

9.1 运动101

9.2 探测器阵列101

9.3 微扫描102

参考文献104

第10章 线性扫描仪105

10.1 矩形孔107

10.1.1 衍射极限OTF107

10.1.2 离焦OTF108

10.1.3 地面覆盖率110

10.2 扫描仪110

10.3 运动111

10.4 电子装置的MTF111

10.5 AN/ADD-5 CRT MTF111

10.6 AN/ADD-5的胶片112

10.6.1 转换：胶片影响到空间频率112

10.6.2 胶片MTF112

参考文献112

第11章 二维MTF114

11.1 子系统二维OTF114

11.2 垂直采样速率117

11.3 系统竖向MTF119

11.4 插入和数字滤波器120

参考文献120

第12章 分辨力121

12.1 模拟度量标准122

12.2 数据采样系统124

12.3 超分辨力126

12.4 基于分辨力的系统设计127

12.5 Shade的等价分辨力129

12.5.1 模拟系统129

12.5.2 数据采样系统132

12.6 分辨力对可观察细节133

参考文献134

第13章 像质136

13.1 MTF136

13.2 等价通带宽度137

13.3 感观分辨力138

13.4 主观质量因子（SQF）139

13.5 MTFA140

13.6 平方根积分140

13.7 瞄准作业性能141

参考文献141

第14章 SA数据采样系统143

14.1 Z-变换143

14.2 数字滤波器144

14.3 内插法147

14.3.1 像元内插法147

14.3.2 线—线插入法148

14.3.3 变焦149

14.4 噪声衰减算法150

14.4.1 递归滤波器150

14.4.2 中值滤波器152

14.4.3 帧累加152

14.5 图像恢复152

14.6 采样—场景调相154

14.7 单位闭锁采样数155

14.8 靶上像素156

14.9 非对称采样158

14.10 伪响应159

14.11 MTF压缩（NVTherm）161

14.12 分辨周期压缩（NVThermIP）163

14.13 数据采样系统中的噪声163

参考文献164

第15章 大气透过率167

15.1 大气成分168

15.1.1 水蒸气169

15.1.2 气溶胶170

15.2 能见度172

15.2.1 气象学距离172

15.2.2 对比度透过率173

15.3 LOWTRAN，MODTRAN和HITRAN173

15.4 谱平均大气透过率175

15.5 天气条件176

15.5.1 平均条件177

15.5.2 发生概率177

15.5.3 海军模型178

15.5.4 地基系统及水平路径180

15.5.5 陆基系统及斜程181

15.6 MWIR与LWIR182

15.7 信噪比的最佳化185

15.8 太阳闪烁187

15.9 太阳光的散射189

15.10 战场遮蔽189

参考文献189

第16章 大气MTF192

16.1 Cn2193

16.2 湍流的MTF194

16.3 气溶胶MTF197

参考文献198

第17章 目标特征图200

17.1 什么是△T201

17.2 面积加权△T202

17.3 热力学结构度量203

17.4 昼夜变化204

17.4.1 太阳光加热204

17.4.2 △T累积概率205

17.4.3 环境修正206

17.5 运动目标206

17.5.1 燃料燃烧206

17.5.2 摩擦生热206

17.6 目标特征建模206

17.7 天空背景207

17.8 可见光区域的目标特征207

17.9 目标对比度208

17.10 路径辐射209

17.10.1 红外路径辐射209

17.10.2 可见光路径辐射209

参考文献211

第18章 灵敏度和噪声213

18.1 扫描阵列（模拟系统）214

18.1.1 噪声等价带宽214

18.1.2 光子噪声215

18.1.3 JOHNSON噪声215

18.1.4 放大器噪声216

18.2 凝视阵列216

18.2.1 光子噪声216

18.2.2 暗电流216

18.2.3 固定型噪声217

18.2.4 多路调制器噪声218

18.3 探测器响应度218

18.3.1 经典半导体器件218

18.3.2 新型半导体器件219

18.3.3 热探测器219

18.4 比探测率219

18.4.1 BLIP220

18.4.2 JOHNSON噪声受限220

18.4.3 D BB向D P的转换221

18.4.4 D 300221

18.5 真实系统222

18.6 系统SNR224

18.6.1 扫描系统224

18.6.2 凝视系统224

18.7 NEDT225

18.7.1 扫描系统226

18.7.2 凝视系统226

18.7.3 背景温度227

18.7.4 升压228

18.7.5 大气透过率228

18.8 MWIR与LWIR229

18.9 NEI230

参考文献231

第19章 系统性能模型234

19.1 三维噪声模型236

19.2 FLIR92238

19.2.1 FLIR92模型239

19.2.2 SNRth与te241

19.2.3 头部运动242

19.2.4 “嵌入式”1975 NVL模型243

19.2.5 扫描系统（默认值）243

19.2.6 凝视系统（默认值）244

19.2.7 不均匀性与σVH／σTVH对比244

19.2.8 二维MRT245

19.3 NVTherm246

19.4 NVThermIP249

19.5 TRM3250

19.6 三角方向辨别：TOD250

19.7 模型比较251

19.8 STADIUM FLIR251

19.9 最小可分辨对比度252

参考文献253

第20章 目标识别256

20.1 一维目标搜索257

20.1.1 JOHNSON判据257

20.1.2 扩展识别法258

20.1.3 目标传递概率函数260

20.1.4 杂物干扰262

20.1.5 中等纵横比目标263

20.2 二维识别264

20.2.1 像元与周期264

20.2.2 目标上的像元数265

20.2.3 识别要求266

20.2.4 二维TTPF268

20.3 热点物探测269

20.4 瞄准工作特性269

参考文献272

第21章 距离预测275

21.1 距离预测方法276

21.1.1 大气透过率276

21.1.2 大气湍流277

21.1.3 ACQUIRE277

21.1.4 距离性能概率277

21.1.5 采样效应279

21.2 两个视场279

21.3 分辨力与灵敏度280

21.4 视线稳定281

21.5 目标大小281

21.6 电子变焦282

21.7 STADIUM FLIR282

21.8 MWIR对LWIR系统282

21.9 实际目标284

21.10 NVThermIP284

21.11 搜索285

21.12 NIIRS286

参考文献290

附录292

中英文索引294