[發明專利]一種光學星點圖像的采集方法

有效

• 申請號: 201210080134.X
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN102620909A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 邵晶;馬冬梅
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術領域

本發明涉及一種圖像采集的方法，具體涉及一種光學星點圖像的采集方法。

背景技術

光學系統的星點圖像是光學系統成像質量的重要表征，它與光學系統的光瞳函數以及光學傳遞函數有著密切的聯系，在實際光學檢測工作中，通過采集光學星點圖像，計算獲得光學系統的光學傳遞函數和光學系統的波像差。由于需要采集光學系統星點圖像最大光強與最小光強的比值很大，會造成采集過程中圖像中心區域光強已經飽和，圖像邊緣區域的光強卻很弱，導致圖像邊緣的信噪比和模數轉換位數很低。星點圖像邊緣區域包含了光學系統的高頻信息。對星點圖像邊緣弱光強區域探測十分重要。

發明內容

本發明為解決現有在光學星點圖像采集過程中圖像邊緣信噪比下降和模數轉換位數低的問題，提供了一種光學星點圖像的采集方法。

一種光學星點圖像的采集方法，該方法由以下步驟實現：

步驟一、調整照明光源的光強，將CCD相機采集的光學系統的星點圖像中心區域的光強值調整為CCD相機飽和值的95％，記錄照明光源的光強為I₁，采集的星點圖像為A₁；

步驟二、在步驟一的基礎上繼續調整并增強照明光源的光強，將CCD相機采集的光學系統的星點圖像中心區域光強值調整為過飽和，記錄照明光源的光強為I₂，采集的星點圖像為A₂；

步驟三、取星點圖像A₁和星點圖像A₂的同一個中心光強區域S₁，獲得中心光強區域S₁的邊緣輪廓L₁，同時取以中心邊緣輪廓L₁為邊界的邊緣光強區域S₂；將星點圖像A₁和星點圖像A₂照明光源的光強值轉換一致；

具體轉換過程為：以星點圖像A₁為基準，用星點圖像A₂除以照明光源的光強I₂，再乘以照明光源的光強I₁，代替原星點圖像A₂；或者以星點圖像A₂為基準，用星點圖像A₁除以照明光源的光強I₁，再乘以照明光源的光強I₂，代替原星點圖像A₁；

步驟四、將步驟三所述的星點圖像A₁的中心光強區域S₁部分和步驟三中轉換后的星點圖像A₂的邊緣光強區域S₂部分拼接，獲得新的光學星點圖像A₃；

步驟五、將星點圖像A₁替換步驟四獲得的新的光學星點圖像A₃，重復上述步驟二至步驟四，直到獲得光學星點圖像A₃。

本發明的工作原理：本發明所述的光學星點圖像的采集方法，由于光學成像系統多為線性系統，增加照明亮度，得到的星點圖像的光強也會成比例增加。在保證采集星點圖像的CCD相機不會由于過飽和而損壞的情況下，采用不同亮度照明，多次采集星點圖像。調節照明光強，使CCD相機上星點圖像的中心區域接近CCD相機探測器的飽和值。增加照明光強，增強光學星點圖像邊緣區域的光強值，同時又不會因為中心亮斑區域過飽和而導致CCD相機損壞。將接近飽和星點圖像的中心區域與增加光強星點圖像的邊緣區域拼接在一起，得到信噪比高的完整的星點圖像。

本發明的有益效果：本發明利用不同亮度照明下，多次采集并拼接星點圖像的方法，使光學星點圖像的弱光強區域能夠準確的被采集，避免光學星點圖像采集過程中，邊緣弱光強區域信噪比和模數轉換位數下降的問題。該采集方法不需要通過增加探測器的像元尺寸，就能夠對光學星點圖像邊緣弱光強區域進行探測。這種方法可以在不改動探測器的前提下，提高探測器的動態范圍。具有裝置簡單、成本低廉的優點，適合工廠、科研單位準確探測動態范圍很大的圖像。

附圖說明

圖1為光學星點圖像拼接俯視圖，其中S1為中心光強區域；S2為邊緣光強區域；L1為S1與S2拼接的等光強輪廓；

圖2為光學星點圖像拼接剖面圖。

具體實施方式

結合圖1和圖2說明本實施方式，一種光學星點圖像的采集方法，該方法由以下步驟實現：