[发明专利]一种红外成像仪最小可探测温差自动测试方法及装置

说明书

本发明公开了一种红外成像仪最小可探测温差自动测试的方法及装置，所述方法先将红外成像仪的增益调整到最大，并调节为较大温差使圆孔靶标清洗成像，再降低温差使圆孔靶标成像质量下降为清晰成像的M倍，记录此时温差值；继续降低温差使圆孔靶标成像质量再次成为清晰成像的M倍，记录此时温差值；使用量温差值计算最小可探测温差；所述装置包括用于承载所有设备的光学平台，用于控制环境温度的温度控制模块，用于发出目标红外辐射的差分黑体源模块，用于使差分黑体源形成指定形状和频率的靶标轮模块，用于控制差分黑体源温度的差分黑体源温度控制器，用于控制转化红外辐射形状的平行光管，用于控制各模块的计算机。

技术领域

本发明涉及红外成像仪性能参数测试技术领域，更具体地，涉及一种红外成像仪最小可探测温差自动测试方法及装置。

背景技术

最小可探测温差(MDTD)是评价红外成像系统的一个重要参数，反映了系统的热灵敏度特性，也反映了系统的空间分辨力它的定义为：当观察着的观察时间不受限制时，在红外成像系统显示屏上恰好能分辨出一定尺寸的方形或圆形目标及其所处的位置时，目标与背景之间的温差称为对应目标尺寸的最小可探测温差。

目前国际主流MDTD测量仍采用由专业人员通过人眼观察方法(主观测量方法)，该方法虽然实用性较强，但受到观察者自身相关影响，导致测量结果的不确定性较大，可靠性重复性不高。随着计算机技术的发展，国内在上世纪90年代对MDTD客观测量方法展开了研究，主要是基于神经网络算法通过计算机对红外成像仪所产生的红外图像进行特征提取并识别，但该方法依然需要建立主观测量方法结果的基础上对图像进行后续处理，因此仍受到人工带来的影响制约。

发明内容

为了解决背景技术存在的最小可探测温差测量受主观影响较大的问题，本发明提供了一种红外成像仪最小可探测温差自动测试方法及装置，所述方法及装置不需要人工对红外成像仪图像质量进行评估，保证了测试结果的客观准确性。

一种红外成像仪最小可探测温差自动测试方法，所述方法包含：

步骤1，选择空间频率为f的圆孔靶标，将红外成像仪的增益设置为最大；

步骤2，使用差分黑体源温度控制器设置较大的温差值使圆孔靶标清晰成像，所述温差为靶标背景与差分黑体源间的温差；

步骤3，逐步降低温差值，采集每次降低后的图像并计算圆孔靶标成像质量，当成像质量降为清晰成像的M倍时，记录温差值为ΔT₁，其中0≤M≤1；

步骤4，继续降低温差值，采集每次降低后的图像并计算圆孔靶标成像质量，当成像质量再次为清晰成像的M倍时，记录温差值为ΔT₂，其中0≤M≤1；

步骤5，根据ΔT₁和ΔT₂计算最小可探测温差；

步骤6，更换不同空间频率的圆孔靶标，重复上述步骤测试对应不同空间频率的最小可探测温差，并绘制被测红外成像仪的最小可探测温差曲线。

进一步的，采集当前红外图像数据I，计算图像的最大熵阈值并将图像分割为目标区域I_o和背景区域I_b两部分，提取目标区域I_o边界并记为c，计算c所围区域的的周长和面积并分别记为lengt(c)和Area(c)，则成像质量Q_I按下式计算：

其中，目标区域I_o为圆孔靶标成像区域，背景区域I_b为采集图像中除去圆孔靶标成像区域以外的区域；

进一步的，所述圆孔靶标成像清晰是指当Q_I0.8时，判别当前红外图像数据I为圆孔靶标的清晰红外成像，此时的圆孔靶标成像区域记为

进一步的，所述成像质量倍数M＝3/4；