彩色面阵相机MTF测试方法及装置与流程

文档序号:14797509发布日期:2018-06-29 21:40阅读:来源:国知局
技术特征:

1.一种彩色面阵相机MTF测试方法,其特征在于,包括:

基于探测器线性响应特性,将彩色面阵相机的RGB三个彩色通道进行标定,利用积分球或其他标准均匀面光源,获得彩色面阵上RGB三色通道所有感光点的校正系数;其中,所述校正系数为伪光谱辐射平衡法所需的校正系数;

利用得到的校正系数对彩色面阵相机光谱辐射响应进行伪光谱辐射平衡校正,得到校正后的图像;

根据校正后的图像,采用刃边法、星点法和周期矩形靶标法中的一种或多种MTF测试方法进行彩色面阵相机MTF测试。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于探测器线性响应特性,将彩色面阵相机的RGB三个彩色通道进行标定,利用积分球或其他标准均匀面光源,获得彩色面阵上RGB三色通道所有感光点的校正系数,具体包括:

在探测器响应线性段,选取TH和TL一高一低两个响应点,建立以下公式一:

DNL=(k(x,y)×DNL(x,y)+b(x,y))×G(x,y)×S(x,y)

DNH=(k(x,y)×DNH(x,y)+b(x,y))×G(x,y)×S(x,y) 公式一

令:

kG(x,y)=k(x,y)×G(x,y)×S(x,y),bG(x,y)=b(x,y)×G(x,y)×S(x,y);

则上述公式一变为:

DNL=kG(x,y)×DNL(x,y)+bG(x,y)

DNH=kG(x,y)×DNH(x,y)+bG(x,y)

进而得到:

bG(x,y)=DNH-kG(x,y)×DNH(x,y)

令:

进而求得kG(x,y)和bG(x,y);

其中,(x、y)表示图像的行列编号,伪光谱辐射平衡法的校正过程中,设置积分球,在相机入瞳处先后产生高低两个辐亮度TL和TH,获得两幅图像数据,求得校正系数;其中,DNL和DNH分别对应高低两次响应的伪光谱平衡图像的灰度值;DNL(x,y)、DNH(x,y)分别对应坐标(x、y)像元高低两次响应图像的DN值,k(x,y)表示坐标(x、y)像元的响应增益,b(x,y)表示该单元的响应偏置,G(x,y)对应相机中各个影响RGB颜色通道的光谱增益的综合系数,S(x,y)对应所使用的标准积分球或均匀面光源的光谱空间分布函数,而kG(x,y)表示考虑光谱增益的响应增益,bG(x,y)表示考虑光谱增益的响应偏置,这两个参数即为伪光谱平衡法所需求得的校正系数;其中,和为B通道的实际响应灰度DN值的均值,a为B谱段光谱倍增系数。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述利用得到的校正系数对彩色面阵相机光谱辐射响应进行伪光谱辐射平衡校正,得到校正后的图像,具体包括:

将相机入瞳辐亮度设置在TN,利用彩色相机成像系统获得原始图像DNO(x,y)和原始背景图像DNO-BGROUND(x,y),其中TL<TN<TH;

利用所述校正系数分别对所述原始图像DNO(x,y)以及所述原始背景图像DNO-BGROUND(x,y)进行伪光谱辐射平衡校正,获得校正后的图像DNN(x,y)和校正后的背景图像DNN-BGROUND(x,y)。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据校正后的图像,采用刃边法、星点法和周期矩形靶标法中的一种或多种MTF测试方法进行彩色面阵相机MTF测试,具体包括:

根据校正后的图像,采用刃边法进行彩色面阵相机MTF测试;

在采用刃边法进行彩色面阵相机MTF测试时,获得的刃边图像中,图像由一斜置的明暗分界线将图像分为两部分,未被靶标挡住的亮部分,图像响应灰度DN值,应与未挡靶标所获得的DNN(x,y)保持一致或差值控制在预设范围内;此时获得图像DNRB(x,y),减去DNN-BGROUND(x,y),依据此图像做函数曲线拟合、微分、傅里叶变换以及归一化处理,获得彩色面阵相机的MTF;

其中,在采用刃边法进行彩色面阵相机MTF测试时,相机入瞳辐亮度同样设置在TN。

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据校正后的图像,采用刃边法、星点法和周期矩形靶标法中的一种或多种MTF测试方法进行彩色面阵相机MTF测试,具体包括:

根据校正后的图像,采用星点法进行彩色面阵相机MTF测试;

在采用星点法进行彩色面阵相机MTF测试时,获得的星点图像中,图像显示为针孔弥散斑的几何特征,靶标的最亮点的灰度DN值应小于图像DNN(x,y)的灰度值,此时获得图像DNXD(x,y),减去DNN-BGROUND(x,y),依据此图像做函数曲线拟合、积分、傅里叶变换及归一化处理,获得彩色面阵相机的MTF;

其中,在采用星点法进行彩色面阵相机MTF测试时,相机入瞳辐亮度同样设置在TN。

6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据校正后的图像,采用刃边法、星点法和周期矩形靶标法中的一种或多种MTF测试方法进行彩色面阵相机MTF测试,具体包括:

根据校正后的图像,采用周期矩形靶标法进行彩色面阵相机MTF测试;

在采用周期矩形靶标法进行彩色面阵相机MTF测试时,使用对应Nyquist频率的明暗线对靶标,图像显示为明暗条纹的几何特征,图像亮条纹灰度DN值应小于图像DNN(x,y)的灰度值,此时获得图像DNZJ(x,y),减去DNN-BGROUND(x,y),依据此图像读取靶标亮条纹图像灰度值DNBRIGHT和暗条纹DNDARK;

再依据如下公式二获得彩色面阵相机的MTF:

其中,在采用周期矩形靶标法进行彩色面阵相机MTF测试时,相机入瞳辐亮度同样设置在TN。

7.根据权利要求3、4和6中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据校正后的图像,采用刃边法、星点法和周期矩形靶标法中的一种或多种MTF测试方法进行彩色面阵相机MTF测试,具体包括:

采用刃边法和周期矩形靶标法两种MTF测试方法进行彩色面阵相机MTF测试,并以周期矩形靶标法的测试结果作为刃边法测试结果的参考。

8.根据权利要求3、5和6中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据校正后的图像,采用刃边法、星点法和周期矩形靶标法中的一种或多种MTF测试方法进行彩色面阵相机MTF测试,具体包括:

采用星点法和周期矩形靶标法两种MTF测试方法进行彩色面阵相机MTF测试,并以周期矩形靶标法的测试结果作为星点法测试结果的参考。

9.根据权利要求1~6任一项所述的方法,其特征在于,在测试过程,将探测器响应控制在探测器响应线性段,将R通道响应控制在动态范围的90%以内且接近90%,在保证所有通道响应不饱和的同时,B通道远离响应低端非线性区,对彩色面阵RGB进行伪光谱平衡法校正。

10.一种彩色面阵相机MTF测试装置,其特征在于,包括:

获取模块,用于基于探测器线性响应特性,将彩色面阵相机的RGB三个彩色通道进行标定,利用积分球或其他标准均匀面光源,获得彩色面阵上RGB三色通道所有感光点的校正系数;其中,所述校正系数为伪光谱辐射平衡法所需的校正系数;

校正模块,用于利用得到的校正系数对彩色面阵相机光谱辐射响应进行伪光谱辐射平衡校正,得到校正后的图像;

测试模块,用于根据校正后的图像,采用刃边法、星点法和周期矩形靶标法中的一种或多种MTF测试方法进行彩色面阵相机MTF测试。

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