[发明专利]基于CCD相机像增强器调制传递函数测试方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种调制传递函数测试技术，特别是一种一种基于CCD相机像增强器调制传递函数测试方法及系统。

背景技术

光电系统的成像质量直接影响到人眼所能观察到图像的清晰程度，所以具体衡量一个光电系统的成像质量显得尤为重要。评价光电系统成像质量的指标有很多，主要有鉴别率法、星点检验以及调制传递函数(MTF)等等。由于调制传递函数以函数的形式定量地表示星点所提供的大量像质信息，同时也包含了鉴别率所表示的像质信息，并且调制传递函数可以精确、客观地直接测量，所以调制传递函数被公认为是客观、全面、准确评价光学成像系统的成像质量的指标，己经成为各国在军事、民用领域的研究重点。由于微光夜视仪能将人眼不可感知的微弱可见光照射下的目标图像，转变为人眼可感知的可见光图像，延伸人眼所能观看的范围，而作为其核心部件的像增强器其成像质量显得尤为重要。目前光学传递函数测量技术在实践和理论上都日趋完善，并且各国也出现了许多以光学传递函数作为测量方法的测量仪。目前美国和德国在该领域的研究处于领先地位，国内也有不少研究机构与高校从事这一领域的研究与探索，但是由于起步较晚，在系统实时性、精度等方面还落后于国外公司。

在我国目前很多光学仪器厂测量光电系统的仪器是基于刀口、狭缝等机械来检测的，探测器件采用光电二极管等分立成像器件。这样测量的误差来源比较多，得到精度较高的测量结果使得测量装置繁杂笨重。目前国内也出现了一些进口MTF测试仪，这些测试仪器精度高、测量速度快，但是造价昂贵。但随着CCD相机的出现，其本身具有体积小、使用方便、功耗低、线性好等特点，因此以此作为探测器的测试系统具有实时采集数据、采样速度快、系统结构简单等优点，不会在检测过程中带来其他系统误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于CCD相机像增强器调制传递函数测试方法及系统，将CCD相机作为探测器采集图像，采用CCD移位系统控制CCD相机的前后移动，实现计算机自动调焦。

实现本发明目的的技术方案为：

一种基于CCD相机像增强器调制传递函数测试方法，包括以下步骤：

利用光源靶标系统形成小孔像，由光学系统投影在像增强器阴极面，经像增强器成像、显微物镜放大后，由图像采集系统的高分辨率CCD相机采集像增强器荧光屏图像；对采集的像增强器荧光屏图像的清晰度进行判断，若图像不清晰，通过对调制传递函数的计算获得调焦函数值，根据调焦函数值控制CCD相机前后移动实现调焦。

采用上述方法，对调制传递函数的计算获得调焦函数值包括以下步骤：对CCD相机每次移动后采集的像增强器荧光屏图像计算获得调焦函数值；若CCD相机移动次数小于预先设定的数值，则比较当前调焦函数值与所保存的最大调焦函数值的大小；若当前调焦函数值大于最大调焦函数值，则当前调焦函数值替代原最大调焦函数值；若当前调焦函数值不大于最大调焦函数值，则放弃当前调焦函数值；若CCD相机移动次数等于预先设定的数值，保留当前最大调焦函数值。

采用上述方法，所述CCD相机按照每次采集图像获得的最大调焦函数值移动预先设置的单步步长的距离实现调焦。

一种基于CCD相机像增强器调制传递函数测试系统，包括图像采集模块、MTF计算模块、电机控制模块、文件管理模块；图像采集模块包括光源靶标系统、像增强器、图像采集系统、图像保存系统；电机控制模块包括CCD移位系统；文件管理模块包括MTF值保存模块、MTF值提取模块；其中光源靶标系统形成小孔像，像增强器将小孔像呈现于该像增强器的阴极面，图像采集系统中的CCD相机采集像增强器荧光屏的图像，图像保存系统对CCD相机采集的图像进行保存；MTF计算模块根据CCD相机采集图像计算调焦函数值；CCD移位系统根据调焦函数值对CCD相机进行移动；MTF值保存模块保存每次计算获得的调焦函数值，MTF值提取模块用于提取所保存的调焦函数值。

采用上述系统，MTF计算模块包括调焦函数值计算单元、比较单元、阈值单元；调焦函数值计算单元根据CCD相机采集的没幅图像计算调焦函数值，比较单元比较当前条件函数值与之前最大调焦函数值间的大小，阈值单元设置调焦函数值计算的最大次数。

采用上述系统，CCD移位系统中设置单步步长距离。