[发明专利]CCD成像设备相对光谱响应特性的标定方法及系统

权利要求书

1.一种CCD成像设备相对光谱响应特性的标定方法，其特征在于，包括：

A、以已知光谱辐射分布的光源为测量物体，利用待标定的CCD成像设备对所述测量物体成像，获取图像并分析得到相对辐射强度测量值；

B、通过调整所述光源的热力学温度和/或采用滤色片，改变进入所述CCD成像设备的光谱辐射通量；

C、基于已知的CCD成像设备辐射传输数学物理方程，构造描述所述相对辐射强度测量值与相对光谱响应之间对应关系的数学物理方程组；

已知的CCD成像设备辐射传输数学物理方程为：

其中，i为所述CCD成像设备的任一探测通道，C_i为所述图像上任一像素点在通道i的测量值，I(λ)为所述测量物体表面的光谱分布强度，s_i(λ)为所述CCD成像设备的综合光谱响应函数，λ_p和λ_q分别为光谱响应波长范围的下限和上限，Φ为辐射传输的非光谱因子，Ψ_i为通道i的光强响应函数，n_i为通道i的噪声值；

则所述步骤C进一步包括：

C1、根据Ψ_i对于所述数学物理方程(1)的输出数据表现为线性，改写所述已知的CCD成像设备辐射传输数学物理方程(1)为积分方程：

其中τ_i(λ)＝a_i·s_i(λ)，a_i为Ψ_i的线性系数，τ_i(λ)即为待标定的相对光谱响应函数；

C2、将所述CCD成像设备的光谱响应波长区间λ_p～λ_q按等分离散成(q-p+1)个波长值，则改写所述积分方程(2)为求和方程，

C3、根据m个不同光谱辐射通量下的I(λ)，并利用所述求和方程(3)构造CCD成像设备辐射传输测量的数学物理方程组，

其中，m≥(q-p+1)，且向量组 线性无关；

D、以不同的所述光谱辐射通量下所述CCD成像设备的测量值为已知量，求解所述数学物理方程组(4)，以标定所述CCD成像设备的相对光谱响应特性。

2.如权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述光源为高温黑体源。

3.如权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述滤色片为在所述CCD成像设备的光谱响应范围内的非灰性滤色片。

4.如权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述步骤D进一步包括：

D1、根据步骤B中所述光源热力学温度的调整和/或滤色片的采用，获取m个光谱分布强度值：[I₁(λ_k)，I₂(λ_k)，…，I_m(λ_k)]；

D2、根据步骤A中所述图像的获取及分析，获取m个测量值：[C_i，1，C_i，2，…C_i，m]；

D3、根据所述CCD成像设备的光学镜头盖上后的成像，经过测量获取得到噪声值n_i；

D4、略去对相对光谱响应特性无本质影响的非光谱因子Φ后，求解所述数学物理方程组(4)得到待标定的相对光谱响应函数值：[τ_i(λ_p)，τ_i(λ_p+1)，…，τ_i(λ_q)]。