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内容简介

　　本书系统介绍了光电成像系统全寿命周期研制主要环节:建模、仿真、测试与评估的基础理论和技术,涉及光电成像系统基本类型和新原理、全链路光电成像物理效应模型、三维光学场景高真实感仿真、全链路光电成像仿真及应用、系统性能评估理论与遥感图像质量评价方法、复杂背景图像杂波量化理论与方法、系统静态性能指标体系及测试方法、半实物仿真测试等核心内容。
　　本书可作为光学工程、电子科学与技术、遥感科学、电子信息工程、精密仪器等相关专业高年级本科生和研究生的教材,也可作为从事光电系统工程、光电装备、光学遥感、侦察测绘、光电信息处理、仿真试验鉴定与评估工作的科技工作者的参考书。

前言/序言

　　近二十年来,作为信息感知科学与技术的重要分支,光电成像技术获得快速发展,并在空间光学遥感、军事侦察、监视预警、成像制导、交通监控、医学影像、天文观测、水下勘探、机器人视觉、工业诊断与检测等军事和民用领域获得广泛应用。光电成像技术促成了人类视觉探测领域的时、空、谱多维度的延伸和扩展,已成为光电子技术发展水平的重要标志。��
　　光电成像系统是光、机、电、算、控、热、力、磁等多种学科技术集成的产物。光电成像系统多学科技术协同优化设计、复杂环境中工作性能的测试与评估,始终是光电成像系统发展历程中所要面临的关键技术问题。而要解决该关键技术问题,需要对全链路光电成像系统各组成模块环节进行深入分析,建立多物理场耦合作用成像信号退化理论模型,构建全链路多维度信息传递链路成像仿真平台或性能模型,形成光电成像系统高置信度一体化成像仿真平台,实现复杂环境、光电成像系统各专业模块设计参量与系统综合性能指标的有机统一。��
　　依据国际光电成像系统的最新发展趋势,以及光电成像系统全寿命周期的数字化设计革新理念,光电成像系统建模、仿真、测试与评估理论及应用正向着广度和深度方向发展。本书是作者在整理、精选和融合课题组近15年来承担多项国家自然科学基金和多项国防科研项目研究成果,以及所承担研究生课程“光电成像系统:建模、仿真、测试与评估”教学讲义的基础上,吸收和引入国际光电成像领域前沿的建模理论、仿真方法、测试新思路、评估应用(如GPU物理效应渲染、背景杂波量化、NVThermIP性能评估模型、TOD性能评估模型、国家图像质量解译尺度NIIRS、全链路总体优化设计理念、动态性能评估等)而写成的。
　　本书综合集成了军用光电成像系统全寿命周期研制的主要环节:总体论证、系统方案设计、系统研制、试验鉴定与评估所涉及的基础理论、关键技术及实例应用等内容。具体来讲,针对国际主流光电成像系统装备和新体制光电成像系统,立足于全链路光电成像建模、仿真和总体优化设计思想,将目标—背景—环境干扰—辐射传输—成像传感器—图像处理—载体平台—通信传输—地面处理作为完整成像链路进行系统理论阐述,主要包括光电成像系统全链路成像质量退化机理、物理效应基本建模理论、工程经验模型构建、全链路光电成像仿真方法及应用、光电图像质量度量、静态/动态性能指标体系及测试方法、性能评估理论等核心内容。本书相关理论与技术可服务于目标及其环境光学特性理论与实测数据的集成应用、光电成像武器装备的模型驱动协同设计、图像算法效能检测、复杂环境光电成像武器装备作战能力考核评估等任务目标,可提升我国光电成像装备全寿命周期研制的数字化水平。
　　全书共九章:第一章介绍了光电成像系统建模、仿真、测试与评估的背景需求、基本概念、图像质量与性能影响因素、发展趋势等;第二章介绍了传统和新体制光电成像系统成像转换机理及其组成,给出了光电成像系统各模块的基本参数;第三章阐述了光电成像转换过程的多维信息链路物理效应建模与仿真方法及准确度验证;第四章阐述了新体制光电成像系统建模理论与仿真方法;第五章主要阐述了全链路光电成像系统数字建模与仿真思路、一体化成像仿真软件开发以及课题组所研发的全链路光电成像仿真软件的应用实例;第六章系统地阐述了光电成像系统性能模型的发展历程,重点讲述基于周期靶标的光电成像系统性能评估模型和图像质量解译尺度;第七章系统地介绍了光电成像系统TOD性能评估方法;第八章介绍了光电图像复杂背景杂波量化度量方法,以及在光电成像系统性能评估中的应用;第九章介绍了光电成像系统性能测试原理和测试装置,论述了实验室静态性能测试方法与外场动态性能评估方法。
　　本书的第一、二、三、四、六、九章由王晓蕊独立撰写,第五章由王晓蕊、黄曦合作撰写,第七章由王晓蕊、刘鑫合作撰写，第八章由王晓蕊、杨翠、刘鑫合作撰写。全书由王晓蕊统合定稿。
　　在本书撰写过程中,得到西安电子科技大学出版社和西安电子科技大学物理与光电工程学院教师、同学的支持及帮助,在此一并表示感谢。另外,对于本书作者家人的理解与支持也表示衷心的谢意。
　　由于编著者水平有限,且书中部分内容涉及光电成像系统建模、仿真、测试与评估的新领域和新方向,难免有不足之处,热诚希望读者和同行专家批评指正。
　　王晓蕊
　　2017年3月


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