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1 绪论

1。1 微光像增强器分辨率测试的现状及存在的问题

微光夜视技术是通过光电阴极将微弱光照射下的景物反射光进行光电转换获得相应的电 子图像，再利用电子倍增器增强信号并抑制噪声，最后由荧光屏进行电光转换，将电子图像 再转换为可见光图像的一种现代信息处理技术。微光像增强器的光谱响应范围、光谱灵敏度、 输出信噪比和成像分辨率等参数直接限制微光夜视器件的成像质量和作用距离。本课题的目 的就是为测试不同亮度和对比度条件下的微光像增强器分辨率提供技术支撑。

国内的西安光机所、北方夜视科技集团、北京理工大学、南京理工大学等单位开展了微 光像增强器分辨率测试技术的研究。其中西安光机所针对分辨率的客观测试技术，提出了基 于光学调制度和模板匹配双重判据的分辨率判定理论。北方夜视科技集团主要生产第二代与 超二代微光像增强器，同时也对产品进行包括分辨率在内的多项性能测试，根据测试结果调 整生产工艺。北京理工大学信息科学与技术学院对微光像增强器分辨率的客观测试技术进行 了计算机仿真，为验证客观判定的可靠性提供了大量的基础实验数据。南京理工大学电子工 程与光电技术学院在微光像增强器的各类性能测试上有大量经验积累，已经研制出微光像增 强器成像分辨率测试仪，输出信噪比测试仪和辐射增益测试仪等仪器并成功实施多种微光像 增强器的性能测试。

德国卡尔蔡司公司曾采用 CCD 摄像人眼判读的方法测试分辨率，该方法的性价比高，风 险较小，技术要求低；而 CCD 摄像计算机判读的方法虽然相对复杂，需要计算机和配套软件 辅助测试，但其优点也很明显，其测试结果相对客观公正，不易受测试人员和测试环境的影 响。

1。1。1 分辨率测试的原理

按照判定方法不同，微光像增强器分辨率测试方式分为两种：一是利用 CCD 或 CMOS 相机采集微光像增强器荧光屏输出的可见光图像，由上位机软件进行判定；另一种是测试者 人眼直接判定[1]。由于人眼的分辨率会随着目标背景亮度或对比度的降低而显著减小，因此 由测试者直接判定会在不同环境下产生较大的误差。为了提高分辨率判定的准确性，减少测 试者主观因素造成误差，需要发展分辨率软件判定方法。

微光像增强器的分辨率测试是让黑白相间等宽矩形条纹成像在待测器件的光电阴极上， 将输出的可见光图像每毫米范围内能分辨出的条纹对数作为分辨率值[2],常用 lp/mm 来表示。 由于任何光学系统都有光瞳以限制光束，因此衍射效应是无法避免的，点物在通过理想的光

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学系统后将成为一个衍射光斑。根据两点物通过光学系统后产生的衍射图样能否被分辨，可 以反映该系统的成像能力。下面提出 3 种判据以统一判断标准：

(1) 瑞利(Rayleigh)判据。分辨条件是衍射图样重叠区的对比度 K=15%，即一个衍射图样的中 央极大与另一个衍射图样的第一极小重合，衍射图样第一暗环的半径为

(2) 道斯(Dawes)判据。分辨条件是衍射图样重叠区的对比度 K=2。6%，此时两衍射图样的中 心距为

(3) 斯派罗(Sparrow)判据。分辨条件是衍射图样重叠区的对比度 K=0，此时两衍射图样的中 心距为

式中：F 为待检测系统的 f ' / D 值[3]。