[發明專利]日盲紫外相機及紫外光子計數方法

有效

• 申請號: 201810813869.6
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN109116197B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 顧燕;楊鋒;孫建寧;趙維駿;郭一亮;朱波;呂揚;李燕紅;焦國力;周新;裴晶
• 申請（專利權）人: 北方夜視技術股份有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 南京行高知識產權代理有限公司 32404
• 代理人: 王培松

1.紫外光子計數方法，其特征在于：預先標定紫外像增強器不同增益電壓條件下對應的單光子信號的平均灰度值、單光子信號的成像連通區域像素面積以及暗背景的平均灰度值三個參數；應用拍攝時，利用圖像拍攝時的紫外像增強器的增益電壓所對應的上述三個參數獲得每一幀圖像中的紫外光子個數；統計一段時間內的每一幀圖像上的紫外光子個數，計算單位時間內的紫外光子數。

2.根據權利要求1所述的紫外光子計數方法，其特征在于：預先標定時，利用激光泵浦獲得寬帶白光，寬帶白光經雙級聯單色儀系統獲得紫外單色光，紫外單色光經積分球獲得均勻紫外單色光，均勻紫外單色光經在暗箱內部日盲紫外相機成像，調節日盲紫外相機輸出幀率，直至日盲紫外相機可接受最強紫外信號的輸出灰度值Y_th小于日盲紫外相機的圖像傳感器的最大輸出灰度值Y_max 。

3.根據權利要求2所述的紫外光子計數方法，其特征在于：預先標定時，利用激光泵浦獲得寬帶白光，寬帶白光經雙級聯單色儀系統獲得紫外單色光，紫外單色光經積分球和衰減系統獲得單光子強度的均勻紫外單色光，均勻紫外單色光經在暗箱內部的日盲紫外相機成像；調節紫外像增強器的增益電壓，采集對應電壓下的成像數據；統計紫外像增強器不同增益電壓U_i下，成像中的單光子信號的平均灰度值和單光子信號的成像連通區域像素面積。

4.根據權利要求3所述的紫外光子計數方法，其特征在于：預先標定時，在暗箱入口處無入射光的情況下，調節紫外像增強器的增益電壓，采集在暗箱內部的日盲紫外相機對應的成像數據；統計紫外像增強器不同增益電壓U_i下，成像中的暗背景的平均灰度值。

5.根據權利要求4所述的紫外光子計數方法，其特征在于：將預先標定的紫外像增強器不同增益電壓條件下的相關參數關系存儲于日盲紫外相機中。

6.根據權利要求5所述的紫外光子計數方法，其特征在于：

應用拍攝時，啟動日盲紫外相機對目標進行拍攝，獲得每一幀的灰度圖像，其中分別為每一幀灰度圖像中的像素位置的橫坐標和縱坐標；

根據拍攝時的紫外像增強器的增益電壓U_i獲得存儲于日盲紫外相機內的對應的單光子信號的平均灰度值、單光子信號的成像連通區域像素面積以及暗背景的平均灰度值；

根據下式計算每一幀的原始圖像內的紫外光子數：

其中，M、N分別為原始圖像的有效寬度和高度，為應用拍攝時日盲紫外相機前端的衰減裝置的衰減系數；

統計一段時間內所有原始圖像內的紫外光子數總和，求出單位時間內接收到的紫外光子數。

7.日盲紫外相機，其特征在于：包括圖像傳感器、紫外像增強器、處理器以及存儲器；

所述存儲器內部預存有紫外像增強器不同增益電壓U_i條件下對應的單光子信號的平均灰度值、單光子信號的成像連通區域像素面積以及暗背景的平均灰度值三個參數；

所述處理器響應于在紫外像增強器以增益電壓為U_i條件下在圖像傳感器上成像后讀取存儲器內對應的單光子信號的平均灰度值、單光子信號的成像連通區域像素面積以及暗背景的平均灰度值，并計算成像中的每一幀圖像的紫外光子數 ：

其中，M、N分別為每一幀圖像的有效寬度和高度，為應用拍攝時日盲紫外相機前端的衰減裝置的衰減系數；

統計一段時間內所有原始圖像內的紫外光子數總和，獲得單位時間內接收到的紫外光子數。

8.根據權利要求7所述的日盲紫外相機，其特征在于：所述圖像傳感器的動態范圍，滿足其可探測的最大飽和亮度大于紫外像增強器熒光屏輸出亮度；所述圖像傳感器的輸出幀率，滿足其可接受的最強紫外信號的輸出灰度值Y_th小于圖像傳感器的最大輸出灰度值Y_max。

9.根據權利要求7所述的日盲紫外相機，其特征在于：所述圖像傳感器為CCD傳感器或CMOS傳感器。