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多通道ccd的調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)試方法
【專利摘要】多通道CCD的調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)試方法，涉及一種CCD的測(cè)試技術(shù)，解決現(xiàn)有多通道CCD由于各通道響應(yīng)不一致導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題，本發(fā)明采用高穩(wěn)定度光源，并調(diào)整光源輸出使增益和偏置都為0時(shí)參考白板的灰度值為80％的最大輸出DN(灰度值)值；以靶標(biāo)的參考白板內(nèi)相鄰?fù)ǖ赖?個(gè)像元灰度值最接近為基準(zhǔn)，進(jìn)行各通道偏置和增益參數(shù)的調(diào)整；通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)微動(dòng)搜尋最佳調(diào)制傳遞函數(shù)，根據(jù)靶標(biāo)位置嚴(yán)格限定調(diào)制傳遞函數(shù)有效測(cè)試結(jié)果的像素范圍；采用轉(zhuǎn)臺(tái)移動(dòng)相機(jī)，使靶標(biāo)像移動(dòng)一個(gè)像素位置，通過(guò)移動(dòng)前后的圖像統(tǒng)計(jì)出最大的調(diào)制傳遞函數(shù)和最大的偏差值。本發(fā)明降低了靶標(biāo)像和CCD匹配的難度及電源波動(dòng)對(duì)調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)試結(jié)果的影響。
【專利說(shuō)明】多通道CCD的調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種C⑶的測(cè)試技術(shù)，具體涉及一種多通道(XD調(diào)制傳遞函數(shù)的測(cè)試 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 調(diào)制傳遞函數(shù)是CCD相機(jī)的重要指標(biāo)，也是檢驗(yàn)相機(jī)在光學(xué)設(shè)計(jì)、裝調(diào)各階段成 像質(zhì)量的重要依據(jù)。CCD調(diào)制傳遞函數(shù)的一種測(cè)試方法是基于矩形靶標(biāo)的對(duì)比度測(cè)試。在 測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試結(jié)果受外界環(huán)境振動(dòng)、信噪比、照明光源的穩(wěn)定性、靶標(biāo)自身的調(diào)制度、靶 標(biāo)像和C⑶像元的配準(zhǔn)程度、C⑶像元的不均勻性和通道不一致性影響，將導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果不 準(zhǔn)確，甚至偏離較大等問(wèn)題。
[0003] C⑶相機(jī)成像時(shí)，光、機(jī)、電、信號(hào)處理的各個(gè)過(guò)程緊密相連，其工作過(guò)程如下：光 學(xué)成像系統(tǒng)獲取光學(xué)圖像信息輸入到圖像傳感器后，圖像傳感器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，輸出離散 的模擬圖像信號(hào)，進(jìn)而通過(guò)電子學(xué)處理電路進(jìn)行低噪聲、小信號(hào)放大，然后采用相關(guān)雙采樣 (⑶S)消除相關(guān)噪聲，再對(duì)去除相關(guān)噪聲的視頻圖像信號(hào)進(jìn)行增益放大和調(diào)整，最后通過(guò)模 數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D)電路對(duì)模擬圖像進(jìn)行數(shù)字量化，輸出量化后的數(shù)字圖像。調(diào)制傳遞函數(shù)是CCD 相機(jī)的重要指標(biāo)，其測(cè)試結(jié)果對(duì)于光機(jī)結(jié)構(gòu)的裝調(diào)具有指導(dǎo)作用，而調(diào)制傳遞函數(shù)的測(cè)試 受各種因素的影響，需要進(jìn)行仔細(xì)分析，獲取最準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為解決現(xiàn)有多通道(XD由于各通道響應(yīng)不一致導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn) 題，提供一種多通道(XD的調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)試方法。
[0005] 多通道C⑶的調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)試方法，該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0006] 步驟一、將靶標(biāo)、平行光管和積分球置于氣浮平臺(tái)上，將相機(jī)置于轉(zhuǎn)臺(tái)，調(diào)整(XD 的增益和偏置參數(shù)為〇,然后通過(guò)調(diào)整所述積分球，使靶標(biāo)全透光的白板結(jié)構(gòu)的圖像灰度值 為80%時(shí)，輸出相機(jī)最大灰度值；
[0007] 步驟二、轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，使靶標(biāo)白板結(jié)構(gòu)的圖像均勻分布在C⑶相鄰的兩個(gè)通道位置， 以相鄰兩通道的相鄰四個(gè)像元灰度值最接近為基準(zhǔn)，進(jìn)行各通道偏置和增益參數(shù)的調(diào)整； 使各通道響應(yīng)一致；
[0008] 步驟三、采用兩次傳遞函數(shù)測(cè)試法，繼續(xù)微動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，使靶標(biāo)像在(XD上移動(dòng)一個(gè)像 元位置，并根據(jù)公式一與公式二，通過(guò)移動(dòng)前后的圖像統(tǒng)計(jì)出最大的調(diào)制傳遞函數(shù)和最大 的偏差值，根據(jù)最大的調(diào)制傳遞函數(shù)與最大的偏差值的差，獲得最終調(diào)制傳遞函數(shù)值；
[0009] 具體過(guò)程為：設(shè)定靶標(biāo)首次黑白條紋像在C⑶上的位置為P至P+m-1，對(duì)應(yīng)的在 (XD上的灰度值為DNWp至DN^+m ;移動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)后黑白條紋像在C⑶上的位置為P+1至P+m， 對(duì)應(yīng)的在C⑶上灰度值為?ΝΒρ+1至0ΝΒρ+ηι ;則C⑶第P+1和P+2個(gè)像元響應(yīng)的灰度值差異 可用公式一表示為：I ΦΝΒρ+1 - - (DN^+i - ?ΝΒρ+2) |，對(duì)調(diào)整傳遞函數(shù)的影響可 表示為：
[0010] 公式一

【權(quán)利要求】
1. 多通道C⑶的調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)試方法，其特征是，該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn)： 步驟一、將靶標(biāo)、平行光管和積分球置于氣浮平臺(tái)上，將相機(jī)置于轉(zhuǎn)臺(tái)，調(diào)整C⑶的增 益和偏置參數(shù)為0,然后通過(guò)調(diào)整所述積分球，使靶標(biāo)全透光的白板結(jié)構(gòu)的圖像灰度值為 80% ±1 %時(shí)，輸出相機(jī)最大灰度值； 步驟二、轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，使靶標(biāo)白板結(jié)構(gòu)的圖像均勻分布在CCD相鄰的兩個(gè)通道位置，以相 鄰兩通道的相鄰四個(gè)像元灰度值最接近為基準(zhǔn)，進(jìn)行各通道偏置和增益參數(shù)的調(diào)整；使各 通道響應(yīng)一致； 步驟三、采用兩次傳遞函數(shù)測(cè)試法，繼續(xù)微動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，使靶標(biāo)像在CCD上移動(dòng)一個(gè)像元位 置，并根據(jù)公式一與公式二，通過(guò)移動(dòng)前后的圖像統(tǒng)計(jì)出最大的調(diào)制傳遞函數(shù)和最大的偏 差值，根據(jù)最大的調(diào)制傳遞函數(shù)與最大的偏差值的差，獲得最終調(diào)制傳遞函數(shù)值； 具體過(guò)程為：設(shè)定靶標(biāo)首次黑白條紋像在C⑶上的位置為P至P+m-1，對(duì)應(yīng)的在C⑶上 的灰度值為DNWp至DN^+m ;移動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)后黑白條紋像在C⑶上的位置為P+1至P+m，對(duì)應(yīng)的 在C⑶上灰度值為?ΝΒρ+1至ΟΝ Βρ+ηι ;則C⑶第P+1和P+2個(gè)像元響應(yīng)的灰度值差異可用公 式一表示為：I ΦΝΒρ+1 - - Φ%# - ?ΝΒρ+2) |，對(duì)調(diào)整傳遞函數(shù)的影響可表示為：
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道CCD的調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)試方法，其特征在于，步驟二 中，所述的進(jìn)行各通道偏置和增益參數(shù)的調(diào)整；使各通道響應(yīng)一致；具體為：基于最小插值 尋找法，首先進(jìn)行增益的調(diào)整，當(dāng)相鄰?fù)ǖ赖幕叶戎底罱咏蠊潭ㄔ撛鲆嬷担缓筮M(jìn)行偏置 值的調(diào)整，使所述相鄰?fù)ǖ赖幕叶戎到咏环磸?fù)調(diào)整直到使各通道響應(yīng)一致。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道CCD的調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)試方法，其特征在于，步驟二中 所述的相鄰兩通道的相鄰四個(gè)像元指的是相鄰兩通道各占兩個(gè)像元。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道CCD的調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)試方法，其特征在于，步驟一中 所述的積分球供電電源紋波低于或等于10mV。
【文檔編號(hào)】G01M11/02GK104296968SQ201410531825
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】余達(dá), 劉金國(guó), 周懷得, 吳國(guó)棟, 王卉, 呂寶林, 趙瑩 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所