[發明專利]一種基于MRTD的顯微熱成像系統性能評價方法及系統

在審

• 申請號: 202010460379.X
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111579212A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 高美靜;張博智;談愛玲;閆齊崇
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 杜陽陽

本發明涉及一種基于MRTD的顯微熱成像系統性能評價方法及系統。所述方法包括根據顯微熱成像系統的光路結構確定顯微熱成像系統的光譜輻射通量差；根據顯微熱成像系統的成像過程，確定顯微熱成像系統接收到的待測目標的圖像信噪比；根據所述光譜輻射通量差和所述待測目標的圖像信噪比確定顯微熱成像系統的輸出圖像信噪比；根據所述顯微熱成像系統的輸出圖像信噪比、所述顯微熱成像系統的噪聲等效溫差以及望遠模式的最小可分辨率溫差確定顯微熱成像系統的最小可分辨率溫差；根據所述顯微熱成像系統的最小可分辨率溫差對所述顯微熱成像系統的溫度分辨能力進行評價。本發明能夠準確、全面地評估顯微熱成像系統的性能。

技術領域

本發明涉及顯微熱成像系統性能檢測的領域，特別是涉及一種基于MRTD的顯微熱成像系統性能評價方法及系統。

背景技術

紅外成像系統能夠反映物體的溫度分布情況同時具有較強的穿透能力，因此在軍事偵查和工業故障檢測、醫學診斷和科學研究領域得到了廣泛應用，為優化和改進系統的性能，紅外成像系統的性能預測和評價變得越來越重要，評價熱成像系統性能有一系列的性能指標，如：瞬時視場(IFOV)、調制傳遞函數(MTF)、最小可分辨溫差(MRTD)等。其中MRTD是綜合評價系統溫度分辨力和空間分辨力的主要參數，MRTD的計算有助于探測器和實際系統的設計。第一款成熟的紅外成像系統性能預測模型是以理論提出者Ratches Model的名字命名的，由美國夜視實驗室于1975年開發。此模型能很好地對第一代紅外掃描成像系統的性能進行預測。第二代面陣紅外成像系統FLIR92 Model由美國陸軍實驗室于1992年，在Ratches Model基礎上發展研制，其增加了三維噪聲模型，可對掃描和凝視成像系統的性能進行預測，通過引入調制傳遞函數壓縮和新人眼模型，增加了對紅外成像采樣效應的影響分析，從而能更好的評價凝視成像系統。國內，北京理工大學開發了熱成像靜態性能軟件包SPTIS，它能實現中國一代通用組件熱像儀靜態性能的計算和視距估算。但是目前的紅外成像系統的評估模型主要用于望遠模式的紅外成像系統。由于未能綜合考慮顯微熱成像系統與望遠模式成像系統的成像光路結構和光譜輻射通量的差異，上述方法均無法準確、全面地評估顯微熱成像系統的性能，目前沒有用于計算顯微熱成像系統溫度分辨能力的標準方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于MRTD的顯微熱成像系統性能評價方法及系統，能夠準確、全面地評估顯微熱成像系統的性能。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于MRTD的顯微熱成像系統性能評價方法，包括：

根據顯微熱成像系統的光路結構確定顯微熱成像系統的光譜輻射通量差；所述光譜輻射通量差為待測目標與背景分別在探測器單元上的光譜輻射通量的差值；

根據顯微熱成像系統的成像過程，確定顯微熱成像系統接收到的待測目標的圖像信噪比；

根據所述光譜輻射通量差和所述待測目標的圖像信噪比確定顯微熱成像系統的輸出圖像信噪比；

根據所述顯微熱成像系統的輸出圖像信噪比、所述顯微熱成像系統的噪聲等效溫差以及望遠模式的最小可分辨率溫差確定顯微熱成像系統的最小可分辨率溫差；

根據所述顯微熱成像系統的最小可分辨率溫差對所述顯微熱成像系統的溫度分辨能力進行評價。

可選的，所述根據顯微熱成像系統的光路結構確定顯微熱成像系統的光譜輻射通量差，具體包括：