[发明专利]电视成像系统调制传递函数测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学计量与测量领域，具体为一种电视成像系统调制传递函数测试装 置及方法。

背景技术

调制传递函数(MTF)是成像系统性能最基本的评价参数之一，反映了成像系统对 景物中各空间频率分量的响应特性，体现了成像系统对不同空间频率的目标对比度的传输 能力，因此MTF是评价成像系统成像性能的一项重要指标。

可见光电视成像观瞄系统负责对目标进行搜索、跟踪和瞄准，其成像性能是决定 系统作用距离和跟踪精度的关键所在，因此必须对电视成像系统的成像性能进行准确测量 和评估。

可见光电视成像观瞄系统通常是将光学系统和CCD成像器件固定在一起，由CCD将 光学系统所成的像转化为电信号，然后对电信号进行电子放大和处理，最终将视频图像信 号传输到显示器上，进行图像显示。由此可见，电视成像系统成像的性能不仅与光学系统成 像性能、CCD成像器件的性能有关，还与光学系统与CCD的匹配精度、电子电路的处理和转化 精度等有关。因此，对于电视成像系统的MTF评价方法既不同于普通光学透镜的像质评价， 也不同于CCD器件的性能评价方法。为了对电视成像系统的成像性能进行评价，就必须对电 视成像系统整机的MTF进行准确测量。

电视成像系统MTF测试装置需要利用待测电视成像系统自身CCD器件采集并获得 靶标的图像，由计算机软件通过对CCD像面靶标的灰度分布进行分析计算得到待测电视成 像系统的MTF值。

在实际中，由于电视成像系统MTF测试装置照明光源强度空间分布的不均匀、强度 不稳定、以及电视成像系统自身的特点，如接收器为离散型器件、具有不同灰度动态范围， 器件具有随机噪声等，会影响CCD器件像面图像的灰度分布以及线扩散函数的判读等，最终 影响MTF测量结果。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供一种电视成像系统调制传递函数测试装置及方 法，可对不同视频格式、不同灰度等级、以及不同噪声水平的各类电视成像系统MTF测量仪 进行高准确度测量。

本发明的技术方案为：

所述一种电视成像系统调制传递函数测试装置，其特征在于：包括积分球光源系 统(1)、靶标组(2)、滤光片组(3)、平面反射镜(4)、离轴抛物面反射镜(5)和计算机处理系统 (7)；

所述平面反射镜(4)和所述离轴抛物面反射镜(5)组成准直光学系统；

所述积分球光源系统(1)的输出光强可调；

所述靶标组(2)由单狭缝靶标、多狭缝靶标和全黑靶标组成；根据需要选择靶标组 (2)中的靶标固定在积分球光源系统(1)的出口位置；靶标处于离轴抛物面反射镜(5)的焦 点位置；

所述滤光片组(3)安装在积分球光源系统(1)的出口位置；将从积分球光源系统 (1)输出的光变为所需波长的光；

所述计算机处理系统(7)与积分球光源系统(1)以及待测电视成像系统(8)连接， 待测的电视成像系统(8)接收准直光学系统输出的平行光；计算机处理系统(7)控制积分球 光源系统(1)调整输出光强，计算机处理系统(7)控制待测电视成像系统(8)进行图像采集， 计算机处理系统(7)对采集的图像进行处理。

进一步的优选方案，所述一种电视成像系统调制传递函数测试装置，其特征在于： 所述积分球光源系统(1)由积分球(1-1)、卤钨灯(1-2)、精密直流程控电源(1-3)和电动可 变光阑(1-4)组成；计算机处理系统(7)控制精密直流程控电源(1-3)和/或电动可变光阑 (1-4)调整积分球光源系统(1)输出光强。

进一步的优选方案，所述一种电视成像系统调制传递函数测试装置，其特征在于： 积分球(1-1)出口端面安装有定位销；靶标组(2)的靶标边缘有缺口，靶标边缘缺口与定位 销配合；带有狭缝的靶标上的狭缝方向垂直于待测电视成像系统(8)的CCD靶面扫描方向。

进一步的优选方案，所述一种电视成像系统调制传递函数测试装置，其特征在于： 靶标组(2)中，单狭缝靶标的狭缝宽度选取为50μm、100μm或200μm，单狭缝靶标和多狭缝靶 标的狭缝开口直线性优于0.5％。

所述一种利用上述装置进行电视成像系统调制传递函数测试的方法，其特征在 于：包括以下步骤：