[發明專利]一種紅外成像儀最小可探測溫差自動測試方法及裝置

有效

• 申請號: 201710533918.6
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107421717B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 汪泉;張軍;王歡;王斯琪;周瑋;盧冰;付濟良;陳習文;王旭;郭子娟;齊聰;匡義;朱赤丹;余雪芹;劉方明;王安東;趙富強;李軍;王成亮
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司;國網山東省電力公司電力科學研究院;江蘇方天電力技術有限公司
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00;G01J5/52
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 郭一斐

本發明公開了一種紅外成像儀最小可探測溫差自動測試的方法及裝置，所述方法先將紅外成像儀的增益調整到最大，并調節為較大溫差使圓孔靶標清洗成像，再降低溫差使圓孔靶標成像質量下降為清晰成像的M倍，記錄此時溫差值；繼續降低溫差使圓孔靶標成像質量再次成為清晰成像的M倍，記錄此時溫差值；使用量溫差值計算最小可探測溫差；所述裝置包括用于承載所有設備的光學平臺，用于控制環境溫度的溫度控制模塊，用于發出目標紅外輻射的差分黑體源模塊，用于使差分黑體源形成指定形狀和頻率的靶標輪模塊，用于控制差分黑體源溫度的差分黑體源溫度控制器，用于控制轉化紅外輻射形狀的平行光管，用于控制各模塊的計算機。

技術領域

本發明涉及紅外成像儀性能參數測試技術領域，更具體地，涉及一種紅外成像儀最小可探測溫差自動測試方法及裝置。

背景技術

最小可探測溫差(MDTD)是評價紅外成像系統的一個重要參數，反映了系統的熱靈敏度特性，也反映了系統的空間分辨力它的定義為：當觀察著的觀察時間不受限制時，在紅外成像系統顯示屏上恰好能分辨出一定尺寸的方形或圓形目標及其所處的位置時，目標與背景之間的溫差稱為對應目標尺寸的最小可探測溫差。

目前國際主流MDTD測量仍采用由專業人員通過人眼觀察方法(主觀測量方法)，該方法雖然實用性較強，但受到觀察者自身相關影響，導致測量結果的不確定性較大，可靠性重復性不高。隨著計算機技術的發展，國內在上世紀90年代對MDTD客觀測量方法展開了研究，主要是基于神經網絡算法通過計算機對紅外成像儀所產生的紅外圖像進行特征提取并識別，但該方法依然需要建立主觀測量方法結果的基礎上對圖像進行后續處理，因此仍受到人工帶來的影響制約。

發明內容

為了解決背景技術存在的最小可探測溫差測量受主觀影響較大的問題，本發明提供了一種紅外成像儀最小可探測溫差自動測試方法及裝置，所述方法及裝置不需要人工對紅外成像儀圖像質量進行評估，保證了測試結果的客觀準確性。

一種紅外成像儀最小可探測溫差自動測試方法，所述方法包含：

步驟1，選擇空間頻率為f的圓孔靶標，將紅外成像儀的增益設置為最大；

步驟2，使用差分黑體源溫度控制器設置較大的溫差值使圓孔靶標清晰成像，所述溫差為靶標背景與差分黑體源間的溫差；

步驟3，逐步降低溫差值，采集每次降低后的圖像并計算圓孔靶標成像質量，當成像質量降為清晰成像的M倍時，記錄溫差值為ΔT₁，其中0≤M≤1；

步驟4，繼續降低溫差值，采集每次降低后的圖像并計算圓孔靶標成像質量，當成像質量再次為清晰成像的M倍時，記錄溫差值為ΔT₂，其中0≤M≤1；

步驟5，根據ΔT₁和ΔT₂計算最小可探測溫差；

步驟6，更換不同空間頻率的圓孔靶標，重復上述步驟測試對應不同空間頻率的最小可探測溫差，并繪制被測紅外成像儀的最小可探測溫差曲線。

進一步的，采集當前紅外圖像數據I，計算圖像的最大熵閾值并將圖像分割為目標區域I_o和背景區域I_b兩部分，提取目標區域I_o邊界并記為c，計算c所圍區域的的周長和面積并分別記為lengt(c)和Area(c)，則成像質量Q_I按下式計算：

其中，目標區域I_o為圓孔靶標成像區域，背景區域I_b為采集圖像中除去圓孔靶標成像區域以外的區域；

進一步的，所述圓孔靶標成像清晰是指當Q_I0.8時，判別當前紅外圖像數據I為圓孔靶標的清晰紅外成像，此時的圓孔靶標成像區域記為

進一步的，所述成像質量倍數M＝3/4；