3.1科普知识

3.1.1为什么选择短波红外成像

短波红外成像技术主要具有以下特点：

①高识别度：短波红外SWIR成像主要基于目标反射光成像原理，其成像与可见光灰度图像特征相似，成像对比度高，目标细节表达清晰，在目标识别方面，SWIR成像是热成像技术的重要补充；

②全天侯适应：短波红外SWIR成像受大气散射作用小，透雾、霾、烟尘能力较强，有效探测距离远，对气候条件和战场环境的适应性明显优于可见光成像；

③微光夜视：在大气辉光的夜视条件下，光子辐照度主要分布在1.0～1.8um的SWIR波段范围内，这使得SWIR夜视成像相比于可见光夜视成像而言具有显著的先天优势；

④隐秘主动成像：在0.9～1.7um波段内，军用激光光源技术成熟(1.06 um、1.55um)，这使得短波红外成像在隐秘主动成像应用中具有显著的对比优势：

⑤光学配置简便：从光学上，玻璃光窗在SWVIR波段范围内具有很高的透过率，这赋予SWIR成像一个重要的技术优点，这允许SWIR相机可装配于一个保护窗口内实现高灵敏成像，当应用于某种特定平台或场合时，这将提供极大的灵活性。

3.1.2技术参数概念

1）分辨率

分辦率是一个表示平面图像精细程度的概念，通常它是以横向和纵向点的数量来衡量的，表示成水平点数*垂直点数的形式。在一个固定的平面内，分辦率越高，意味着可使用的点数越多，图像越细致。

2）像素大小

像素由相机的光电传感器的光敏元件数目所决定的，一个光敏元件对应一个像素，因此像素越大，意味着感应光敏元件越多，每个感光元件的感光接收面就是像素的尺寸大小。

3）有效面积

参与成像的像素尺寸大小与像素个数的相乘。

4)量子效率

当光子入射到光敏器材的表面时，部分光子会激发光敏材料产生电子空穴时，形成电流，此时产生的电子与所有入射的光子数之比称为量子效率(Quantum Efficiency)。

5）曝光时间

CCD的腰光时间就相当于普通胶片的快门打开到关闭的时间，曝光时间越长，快门打开时间就越长，进入CCD表面的光线越多，拍出来的图像越亮，亮到一定程度后，图像有部分或者全白，称为饱和或过分饱和；曝光时间越短，图像越暗。

6）动态范围

动态范用(Dynamic Range)，最早是信号系统的概念，一个信号系统的动态范国被定义成最大不失真电平和噪声电平的差。而在实际用途中，多用对数和比值来表示一个信号系统的动态范围，对于感光元件来说，动态范围表示图像中所包含的从“最暗”至“最亮”的范围。

7)帧率

指单位时间所记录或者播放的图片的数量。连续播放一系列图片就会产生动画效果，根据人类的视觉系统，当图片的播放速度大于15幅/秒（即15帧）的时候，人眼就基本看不出来图片的跳跃：在达到24幅/秒～30幅/秒（ 即24帧到30帧）之间时就已经基本觉察不到闪烁现象了。每秒的帧数(fps）或者说帧率表示图形传感器处理场时每秒钟能够更新的次数。高的帧率可以得到更流畅、更逼真的视觉体验。