[發(fā)明專利]基于特定空間頻率內(nèi)窺鏡光學(xué)傳遞函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)及其校準(zhǔn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310397554.5
• 申請(qǐng)日: 2013-09-04
• 公開（公告）號(hào): CN103411757A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪寶玉;李飛;胡志雄;劉文麗;高明亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01M11/02
• 分類號(hào): G01M11/02
• 代理公司: 北京雙收知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11241
• 代理人: 李云鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種內(nèi)窺鏡光學(xué)傳遞函數(shù)的測(cè)量系統(tǒng)及其校準(zhǔn)方法，尤其是一種基于特定空間頻率的內(nèi)窺鏡光學(xué)傳遞函數(shù)的測(cè)量系統(tǒng)及其校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)

內(nèi)窺鏡一直是常規(guī)的內(nèi)、外科診斷檢查的主要手段。醫(yī)學(xué)影像的好壞直接影響著醫(yī)生對(duì)病情的診斷和治療，以及和病人家屬的溝通，因此如何獲取滿意的影像、以及如何對(duì)影像的進(jìn)行客觀、全面的評(píng)價(jià)一直是人們研究的熱點(diǎn)。光學(xué)傳遞函數(shù)（Optical?Transfer?Function）可用于評(píng)價(jià)光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量，光學(xué)傳遞函數(shù)在物理意義上是調(diào)制傳遞函數(shù)和相位傳遞函數(shù)的總稱，調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）表示的是不同空間頻率的輸出與輸入調(diào)制度（即對(duì)比度）之比。MTF反映了光學(xué)系統(tǒng)傳遞不同空間頻率的物像信息的能力，可以客觀而又精確地描述成像系統(tǒng)和其組成部分的信息再現(xiàn)率。某一空間頻率的MTF值越高，說(shuō)明在此空間頻率下光學(xué)系統(tǒng)成像能力越好，對(duì)原始信息的還原能力越強(qiáng)，所得到的圖像也越接近于原始物體。因此，自光學(xué)傳遞函數(shù)的概念提出以來(lái)MTF廣泛用于各種光學(xué)成像系統(tǒng)的成像質(zhì)量評(píng)價(jià)。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量?jī)?nèi)窺鏡的光學(xué)傳遞函數(shù)的系統(tǒng)，包括光源1，分劃板2，成像物鏡3和CCD4，在校準(zhǔn)該調(diào)制光學(xué)傳遞函數(shù)時(shí)，不放被測(cè)內(nèi)窺鏡，僅進(jìn)行光學(xué)調(diào)焦，將該系統(tǒng)的成像鏡頭調(diào)焦到分劃板2上，分劃板2上設(shè)置有確定空間頻率的光柵，此時(shí)可觀察到分劃板上的光柵像，通過(guò)CCD的信號(hào)可以測(cè)量出特定空間頻率的對(duì)比度將此值存儲(chǔ)起來(lái)。然后在該系統(tǒng)中放置要測(cè)量的內(nèi)窺鏡，再將成像鏡頭調(diào)焦到無(wú)窮遠(yuǎn)。此時(shí)分劃板上的光柵成像清晰，通過(guò)CCD的信號(hào)可以測(cè)量出可求出特定空間頻率的對(duì)比度并利用下式計(jì)算

MTF(fx)=M1(fx)M2(fx)]]>

即可得出最后內(nèi)窺鏡的光學(xué)傳遞函數(shù)。

現(xiàn)有內(nèi)窺鏡光學(xué)傳遞函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)存在如下不足：

1）測(cè)量系統(tǒng)安裝內(nèi)窺鏡前后，成像物鏡的共軛關(guān)系由無(wú)限共軛調(diào)整到有限共軛。有限遠(yuǎn)距離的成像物鏡光學(xué)傳遞函數(shù)在小于其自身焦距30倍以下時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的系統(tǒng)誤差。物鏡的傳遞函數(shù)本身有一定的變化。

2）另外由于CCD在測(cè)量過(guò)程和校準(zhǔn)過(guò)程，雜光影響相差較遠(yuǎn)，光照度的變化存在一定的偏差，由于CCD響應(yīng)的非線性，這在一定程度上影響對(duì)比度的變化。

3）測(cè)量結(jié)果無(wú)法溯源，準(zhǔn)確性無(wú)法得到保證。

上述因素都會(huì)引起光學(xué)傳遞函數(shù)的測(cè)量準(zhǔn)確度降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述存在問(wèn)題，提出一種特定空間頻率內(nèi)窺鏡光學(xué)傳遞函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)及其校準(zhǔn)方法，來(lái)提高內(nèi)窺鏡光學(xué)調(diào)制函數(shù)MTF測(cè)量系統(tǒng)的檢測(cè)準(zhǔn)確度。

本發(fā)明基于特定空間頻率內(nèi)窺鏡光學(xué)傳遞函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法，依賴于一個(gè)光學(xué)傳遞函數(shù)精密標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)窺鏡，建立起內(nèi)窺鏡光學(xué)傳遞函數(shù)檢測(cè)裝置的溯源和校準(zhǔn)方法。

一種基于特定空間頻率內(nèi)窺鏡光學(xué)傳遞函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法，其中包括如下步驟：

1）用基于傅里葉分析的精密光學(xué)傳遞函數(shù)測(cè)量裝置對(duì)一標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)窺鏡進(jìn)行光學(xué)傳遞函數(shù)精密標(biāo)定；

2）得到0度視場(chǎng)不同空間頻率的連續(xù)曲線；

3）取基于內(nèi)窺鏡檢測(cè)系統(tǒng)的光柵特征頻率的光學(xué)傳遞函數(shù)值MTF(f_x)

4)將標(biāo)定過(guò)的內(nèi)窺鏡置于一內(nèi)窺鏡光學(xué)傳遞函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)中，對(duì)該內(nèi)窺鏡光學(xué)傳遞函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)；

5）在上述內(nèi)窺鏡光學(xué)傳遞函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)中，實(shí)際測(cè)量標(biāo)定過(guò)的內(nèi)窺鏡的最大亮度Imax和最小亮度Imin，根據(jù)公式可以計(jì)算出特定空間頻率的對(duì)比度M₁(f_x)；