[發明專利]一種在空間頻率域進行像素響應函數測量的方法

有效

• 申請號: 201610076777.5
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105738073B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 李海濤;李保權
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家空間科學中心
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 王宇楊;劉振

本發明涉及一種在空間頻率域進行像素響應函數測量的方法，包括：利用陣列探測器采集四步相移正弦條紋圖像；對四步相移正弦條紋圖像進行預處理；改變條紋傾向和條紋間距，重復之前步驟，直至空間頻率覆蓋設定的頻譜范圍；計算每個像素的頻域的像素響應函數；每個像素的頻域的像素響應函數通過逆傅里葉變換計算得到對應的空間域的像素響應函數，得到總的空間域的像素響應函數；增大應用于逆傅里葉變換中的截止頻率，重復之前步驟，再次得到空間域的像素響應函數；將空間域的像素響應函數與前一次得到的空間域的像素響應函數進行比較，如果差別在誤差允許的范圍內，則空間域的像素響應函數就是滿足測量要求的最終結果，否則，重新執行前一步驟。

技術領域

本發明涉及天文學和空間技術領域，特別涉及一種在空間頻率域進行像素響應函數測量的方法。

背景技術

目前，固態陣列探測器(如CCD，CMOS等)在天文成像、光譜、天體測量、空間技術等領域已廣泛使用。眾多關于對陣列探測器像素間響應非均勻性的標定技術和方法被提出。然而，在大多數應用中，往往假設在一個像素內部響應是均勻的，導致像素內部的響應被忽略。事實上，陣列探測器像素內量子效率的不均勻性(即像素響應函數)是客觀存在的，在很多情況下不能被忽略。例如，對于臨界采樣、欠采樣的圖像，像素內響應非均勻性的影響是不能被忽略的。

在天體測量和天文測光應用中，測量誤差來自于由于像素內響應非均勻性引入的恒星位置的測量不確定性。為了避免這種誤差，技術人員必須設法得到每一個像素的像素響應函數。傳統的像素響應函數的測量方法主要是直接法，該方法利用一個足夠小的光斑逐個掃描探測器陣列的每一個像素，獲得陣列探測器每個像素響應的二維空間分布。利用直接法進行測量，優點是比較直接，缺點是對光路的穩定性要求極高，操作難度大，耗時。

發明內容

本發明的目的在于克服已有的像素響應函數測量方法對光路的穩定性要求極高，操作難度大，耗時的缺陷，從而提供一種光路簡單，能一次獲得所有像素的響應函數的方法。

為了實現上述目的，本發明提供了一種在空間頻率域進行像素響應函數測量的方法，包括：

步驟1)、利用陣列探測器采集四步相移正弦條紋圖像以及對應的暗場圖像；

步驟2)、對步驟1)獲得的四步相移正弦條紋圖像進行預處理；其中，所述預處理包括：對所述正弦條紋圖像進行多幀平均，然后根據正弦條紋圖像所對應的暗場圖像扣除暗噪聲、本底噪聲，獲得經過預處理之后的四步相移正弦條紋圖像；

步驟3)、改變條紋傾向和條紋間距，重復步驟1)、步驟2)，直至四步相移正弦條紋圖像的空間頻率覆蓋設定的頻譜范圍；

步驟4)、利用之前所得到的所有經過預處理之后的四步相移正弦條紋圖像，計算每個像素的頻域的像素響應函數；

步驟5)、步驟4)所得到的每個像素的頻域的像素響應函數通過逆傅里葉變換計算得到對應的空間域的像素響應函數，進而得到總的空間域的像素響應函數；

步驟6)、增大應用于逆傅里葉變換中的截止頻率，重復步驟1)—步驟5)，再次得到空間域的像素響應函數；其中，所述截止頻率是指一個頻率區間的兩個端點的頻率值；

步驟7)、將步驟6)得到的空間域的像素響應函數與前一次得到的空間域的像素響應函數進行比較，如果差別在誤差允許的范圍內，此時得到的空間域的像素響應函數就是滿足測量要求的最終結果，如果差別不在誤差允許的范圍內，則重新執行步驟6)。

上述技術方案中，在步驟1)中，采用激光干涉的方法產生二維正弦條紋，然后由陣列探測器對二維正弦條紋進行采集，得到四步相移正弦條紋圖像；

所述二維正弦條紋表示為：