多通道ccd的调制传递函数测试方法
【专利摘要】多通道CCD的调制传递函数测试方法，涉及一种CCD的测试技术，解决现有多通道CCD由于各通道响应不一致导致测试结果不准确的问题，本发明采用高稳定度光源，并调整光源输出使增益和偏置都为0时参考白板的灰度值为80％的最大输出DN(灰度值)值；以靶标的参考白板内相邻通道的4个像元灰度值最接近为基准，进行各通道偏置和增益参数的调整；通过转台微动搜寻最佳调制传递函数，根据靶标位置严格限定调制传递函数有效测试结果的像素范围；采用转台移动相机，使靶标像移动一个像素位置，通过移动前后的图像统计出最大的调制传递函数和最大的偏差值。本发明降低了靶标像和CCD匹配的难度及电源波动对调制传递函数测试结果的影响。
【专利说明】多通道CCD的调制传递函数测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种C⑶的测试技术，具体涉及一种多通道(XD调制传递函数的测试 方法。
【背景技术】
[0002] 调制传递函数是CCD相机的重要指标，也是检验相机在光学设计、装调各阶段成 像质量的重要依据。CCD调制传递函数的一种测试方法是基于矩形靶标的对比度测试。在 测试过程中，测试结果受外界环境振动、信噪比、照明光源的稳定性、靶标自身的调制度、靶 标像和C⑶像元的配准程度、C⑶像元的不均匀性和通道不一致性影响，将导致测试结果不 准确，甚至偏离较大等问题。
[0003] C⑶相机成像时，光、机、电、信号处理的各个过程紧密相连，其工作过程如下：光 学成像系统获取光学图像信息输入到图像传感器后，图像传感器进行光电转换，输出离散 的模拟图像信号，进而通过电子学处理电路进行低噪声、小信号放大，然后采用相关双采样 (⑶S)消除相关噪声，再对去除相关噪声的视频图像信号进行增益放大和调整，最后通过模 数转换（A/D)电路对模拟图像进行数字量化，输出量化后的数字图像。调制传递函数是CCD 相机的重要指标，其测试结果对于光机结构的装调具有指导作用，而调制传递函数的测试 受各种因素的影响，需要进行仔细分析，获取最准确的测试结果。
【发明内容】
[0004] 本发明为解决现有多通道(XD由于各通道响应不一致导致测试结果不准确的问 题，提供一种多通道(XD的调制传递函数测试方法。
[0005] 多通道C⑶的调制传递函数测试方法，该方法由以下步骤实现：
[0006] 步骤一、将靶标、平行光管和积分球置于气浮平台上，将相机置于转台，调整(XD 的增益和偏置参数为〇,然后通过调整所述积分球，使靶标全透光的白板结构的图像灰度值 为80%时，输出相机最大灰度值；
[0007] 步骤二、转动转台，使靶标白板结构的图像均匀分布在C⑶相邻的两个通道位置， 以相邻两通道的相邻四个像元灰度值最接近为基准，进行各通道偏置和增益参数的调整； 使各通道响应一致；
[0008] 步骤三、采用两次传递函数测试法，继续微动转台，使靶标像在(XD上移动一个像 元位置，并根据公式一与公式二，通过移动前后的图像统计出最大的调制传递函数和最大 的偏差值，根据最大的调制传递函数与最大的偏差值的差，获得最终调制传递函数值；
[0009] 具体过程为：设定靶标首次黑白条纹像在C⑶上的位置为P至P+m-1，对应的在 (XD上的灰度值为DNWp至DN^+m ;移动转台后黑白条纹像在C⑶上的位置为P+1至P+m， 对应的在C⑶上灰度值为?ΝΒρ+1至0ΝΒρ+ηι ;则C⑶第P+1和P+2个像元响应的灰度值差异 可用公式一表示为：I ΦΝΒρ+1 - - (DN^+i - ?ΝΒρ+2) |，对调整传递函数的影响可 表示为：
[0010] 公式一
【权利要求】
1. 多通道C⑶的调制传递函数测试方法，其特征是，该方法由以下步骤实现： 步骤一、将靶标、平行光管和积分球置于气浮平台上，将相机置于转台，调整C⑶的增 益和偏置参数为0,然后通过调整所述积分球，使靶标全透光的白板结构的图像灰度值为 80% ±1 %时，输出相机最大灰度值； 步骤二、转动转台，使靶标白板结构的图像均匀分布在CCD相邻的两个通道位置，以相 邻两通道的相邻四个像元灰度值最接近为基准，进行各通道偏置和增益参数的调整；使各 通道响应一致； 步骤三、采用两次传递函数测试法，继续微动转台，使靶标像在CCD上移动一个像元位 置，并根据公式一与公式二，通过移动前后的图像统计出最大的调制传递函数和最大的偏 差值，根据最大的调制传递函数与最大的偏差值的差，获得最终调制传递函数值； 具体过程为：设定靶标首次黑白条纹像在C⑶上的位置为P至P+m-1，对应的在C⑶上 的灰度值为DNWp至DN^+m ;移动转台后黑白条纹像在C⑶上的位置为P+1至P+m，对应的 在C⑶上灰度值为?ΝΒρ+1至ΟΝ Βρ+ηι ;则C⑶第P+1和P+2个像元响应的灰度值差异可用公 式一表示为：I ΦΝΒρ+1 - - Φ%# - ?ΝΒρ+2) |，对调整传递函数的影响可表示为：
2. 根据权利要求1所述的多通道CCD的调制传递函数测试方法，其特征在于，步骤二 中，所述的进行各通道偏置和增益参数的调整；使各通道响应一致；具体为：基于最小插值 寻找法，首先进行增益的调整，当相邻通道的灰度值最接近后固定该增益值，然后进行偏置 值的调整，使所述相邻通道的灰度值接近；反复调整直到使各通道响应一致。
3. 根据权利要求1所述的多通道CCD的调制传递函数测试方法，其特征在于，步骤二中 所述的相邻两通道的相邻四个像元指的是相邻两通道各占两个像元。
4. 根据权利要求1所述的多通道CCD的调制传递函数测试方法，其特征在于，步骤一中 所述的积分球供电电源纹波低于或等于10mV。
【文档编号】G01M11/02GK104296968SQ201410531825
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年10月10日
【发明者】余达, 刘金国, 周怀得, 吴国栋, 王卉, 吕宝林, 赵莹 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所