[發明專利]動態目標調制傳遞函數測量方法

有效

• 申請號: 200910071625.6
• 申請日: 2009-03-24
• 公開（公告）號: CN101509827A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 劉儉;趙煙橋;譚久彬;丁雪梅;張大慶;胡斌
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是關于光學性質測試領域中調制傳遞函數的測量方法，具體地說，是關于動態目標調制傳遞函數的測量方法。

背景技術

動態目標調制傳遞函數是定量描述時延成像系統對動態目標成像過程中，目標運動造成像質退化程度的重要參數。測量動態目標調制傳遞函數，得到傳遞函數曲線，不僅可以得到像質退化的程度，而且可以分析像質退化成因，更為運動模糊圖像復原提供理論依據。

1992年，SPIE第1971卷“Real-Time?Numerical?Calculation?of?Optical?TransferFunction?for?Image?Motion?and?Vibration.Part?1：Experiment?Verification”一文中介紹了一種以點光源作為動態目標，求動態目標調制傳遞函數的思想。其構成方法是將點光源作為目標，放置在可承載其運動的平臺上，在點光源運動期間由CCD對其成像，得到動態目標的圖像，選取模糊圖像中點光源像附近的一小部分區間(40×150像素)對其進行數學變換，得到動態目標調制傳遞函數。該方法認為點光源的尺寸可以忽略不計，而且通過選取一小區間的方法，可以將該區間外圖像傳感器暗電流以及背景光線所引入的噪聲濾掉，但其不足之處是：①并沒有考慮到成像的過程中鏡頭的衍射、像差對傳遞函數測量結果的影響；②并沒有考慮到在所選取的區間范圍內，圖像傳感器的暗電流以及背景光線對傳遞函數測量結果的影響；③沒有說明當點光源的尺寸不可忽略不計的時候，目標對對傳遞函數測量結果的影響。

中國專利公開號101354307，公開日2009年01月28日，發明動態目標調制傳遞函數測量方法與裝置公開了一種測量動態目標調制傳遞函數的儀器和方法。儀器的主要構成是按照光線傳播方向依次配置點光源、光學系統和圖像傳感器，點光源放置在導軌上，并且通過光學系統可以成像到圖像傳感器上。測量的方法是在點光源靜止和隨導軌運動時，圖像傳感器分別進行成像，得到靜態目標圖像與動態目標圖像，通過這兩幅圖像可以分別得到靜態目標調制傳遞函數和動態目標調制傳遞函數，最后在對應頻率處，用動態目標調制傳遞函數除以靜態目標調制傳遞函數以達到修正目的。該方法考慮到了在成像過程中，光學系統的衍射、像差對傳遞函數測量結果造成的影響，并且可以消除目標尺寸不可忽略不計時，其對動態目標調制傳遞函數測量結果的影響。但其不足之處是：沒有考慮到背景光線以及圖像傳感器暗電流引入到靜態目標圖像以及動態目標圖像的噪聲，最終使動態目標調制傳遞函數的測量結果呈毛刺狀。

發明內容

本發明的目的就是針對上述已有技術存在的問題，提供一種即可以消除背景雜散光、圖像傳感器暗電流，又可以消除目標尺寸非理想化對測量結果影響的動態目標調制傳遞函數測量方法，達到減小測量誤差的目的。

本發明的目的是這樣實現的：動態目標調制傳遞函數測量方法包括以下步驟：

a.在關閉點光源的條件下，圖像傳感器成像，記錄圖像傳感器暗電流與背景圖像的合成干擾圖像；

b.在第a步的基礎上，在不改變除點光源之外的任何條件下，點亮點光源并使其相對于測量系統保持靜止，圖像傳感器成像，記錄圖像傳感器暗電流、背景圖像以及靜態目標的合成靜態圖像；

c.在第b步的基礎上，在不改變除點光源之外的任何條件下，使滑塊承載被點亮的點光源沿導軌方向運動，圖像傳感器成像，記錄圖像傳感器暗電流、背景圖像以及該運動狀態動態目標的合成動態圖像；

上述a、b、c步，在不改變除點光源之外的任何條件下，次序可以任意更換；

d.將b步得到的合成靜態圖像與a步得到的合成干擾圖像做差運算，得到去干擾靜態圖像；

e.將c步得到的合成動態圖像與a步得到的合成干擾圖像做差運算，得到去干擾動態圖像；

上述d、e步的次序可以更換；

f.將d步得到的去干擾靜態圖像，光斑中心所在行的整行像素灰度值信息提取出來，得到初始靜態目標線擴展函數；

g.將e步得到的去干擾動態圖像，光斑中心所在行的整行像素灰度值信息提取出來，得到初始動態目標線擴展函數；

上述f、g步的次序可以更換；

h.對f步得到的初始靜態目標線擴展函數進行修正，消除背景光與圖像傳感器暗電流隨機性引入到初始靜態目標線擴展函數中的殘余信息，得到修正靜態目標線擴展函數；

i.對g步得到的初始動態目標線擴展函數進行修正，消除背景光與圖像傳感器暗電流隨機性引入到初始動態目標線擴展函數中的殘余信息，得到修正動態目標線擴展函數；

上述h、i步的次序可以更換；