[發明專利]一種測試光電經緯儀在外場時的調制傳遞函數的方法

有效

• 申請號: 201710828490.8
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107782279B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 張寧;葉露;宋瑩;沈湘衡
• 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: G01C1/02
• 分類號: G01C1/02;G01C25/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

技術領域

本發明涉及光電測控領域，具體涉及一種反演計算光電經緯儀在外場時的調制傳遞函數(Modulation Transfer Function，簡稱MTF)的方法。

背景技術

光電經緯儀在捕捉目標圖像的同時，能夠實時記錄精確的測角信息，并能通過事后目標圖像的判讀處理，得出目標精確的中軸偏移量，疊加得出更為精確的測角值。光電經緯儀主要用于靜止和運動目標的跟蹤測量，在衛星發射或飛機試驗等飛行器試驗測量領域具有較為廣泛的運用。

由于受到大氣壓力、溫度和攝影距離等因素的影響，光電經緯儀在外場成像過程中的離焦現象十分普遍，而在跟蹤過程中對設備進行調焦(如距離調焦、溫度補償調焦等)狀況進行實時測試和修正是十分困難的。光電經緯儀離焦后直接引起圖像出現模糊或清晰度下降等現象。目前，光電經緯儀的成像性能可以通過整機的調制傳遞函數(MTF)進行表征。如果外場條件下，能夠準確、快速地完成光電經緯儀的調制傳遞函數(MTF)的測試，并將測試結果反饋至光電經緯儀調焦等補償機構，多次迭代后即可使光電經緯儀達到調焦最優狀態，從而有效地提高外場條件下光電經緯儀所獲取圖像的質量。

目前，光電經緯儀整機的調制傳遞函數(MTF)測試一般需要利用專門的測試儀器和測試目標源，只能在實驗室環境下進行測試。在外場條件下，借助橋梁、海岸線等目標進行的調制傳遞函數(MTF)測試方式大多用于空間光學遙感器，而光電經緯儀屬于地面靶場設備，并不適應這種測試方法；同時該測試方法所獲取的MTF的精度較低，只能用于驗證測試，并不能實時地反映整機成像性能，測試結果不能反饋給調焦等補償機構。

因此，需要提供一種能夠測試光電經緯儀在外場時的調制傳遞函數(MTF)的方法，從而將相應的調制傳遞函數的測試結果反饋給調焦等補償機構，有效地提高整機外場獲取的圖像質量。

發明內容

針對現有光電經緯儀無法在外場測試調制傳遞函數(MTF)的問題，本發明提出一種基于多元線性回歸模型反演計算廣電經緯儀在外場時的調制傳遞函數(MTF)，從而可以快速、準確地獲取MTF，并將MTF反饋至調焦等補償機構，有效地提高光電經緯儀外場所獲取圖像的質量。

該方法具體方案如下：一種用于測試光電經緯儀在外場時的調制傳遞函數的方法，包括，在實驗室環境中，光電經緯儀對模擬目標源進行多次成像，獲取多組第一特征參數和第二特征參數；利用所述第一特征參數和第二特征參數建立多元線性回歸模型，并計算所述多元線性回歸模型中的回歸系數及常數項；在外場環境中，光電經緯儀對外場目標進行成像，獲取此時相應的第二特征參數；將此時相應的第二特征參數代入所述多元線性回歸模型中，計算獲得外場的調整傳遞函數。

優選的，所述模擬目標源為復合目標源，所述復合目標源包括用于產生調制傳遞函數測試的MTF目標源和用于產生圖像清晰度特征向量的圖像目標源。

優選的，所述第一特征參數為調制傳遞函數，所述第二參數為圖像清晰度向量。

優選的，所述每組圖像清晰度向量中包括36個圖像清晰度相關的特征值。

優選的，建立所述多元線性回歸模型時，將所述調制傳遞函數作為所述多元線性回歸模型的因變量，將所述圖像清晰度向量作為所述多元線性回歸模型的自變量。

優選的，所述圖像清晰度向量采用BRISQUE算法對成像圖像進行評價獲得。

優選的，采用最小二乘法計算所述多元線性回歸模型中的回歸系數及常數項。

優選的，在實驗室環境中，光電經緯儀在多次成像過程中處于不同的離焦狀態。

優選的，所述光電經緯儀在外場環境時的工作狀態與在實驗室環境時的工作狀態保持一致。

優選的，在外場環境中，首先對所述光電經緯儀所獲取的圖像進行預處理，再采用圖像質量評價算法獲取第二特征參數。

從以上技術方案可以看出，本發明實施例具有以下優點：