[发明专利]一种像面无温漂的红外光学成像方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种红外成像方法及系统，具体涉及一种像面无温漂的红外光学成像方法及系统。

背景技术

红外光学镜头(infrared optical lens)是常见的光学系统之一，由于能在黑暗环境下对物体热辐射的红外光波成像，而将其广泛应用于安防与军事等重要领域。红外光学镜头最大的优点就是红外波的波长较长，红外波段较宽，因此观测的目标种类较广泛。根据红外光学透镜自身的特点，这种透镜受到温度的影响较大，温差影响透镜的曲率半径、厚度、折射率等主要光学参数。这种影响程度直接导致红外成像的像面温漂，从而影响目标观测。

一些科研机构目前针对像面温漂，采取了某些特定的抑制办法，例如机械补偿法，利用机械结构热膨胀特性，部分抵消红外透镜的热变化；此外，还有例如消热差的办法，利用折射衍射混合成像的手段，用透镜自身的热变化互相抵消的作用，来消除部分热变化带来的像质下降。

还有一种方法是机电混合型消除热变化。机械部分依旧是与光学元件相互热消除，剩余调焦部分用电机的方式，调整合适的成像面，从而达到最大程度的消热差。

但目前针对像面温漂的消除部分热变化带来的像质下降仍不能满足人们的要求，需要进一步消热。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种像面无温漂的红外光学成像方法及系统。

本发明提供的技术方案是：

一种像面无温漂的红外光学成像方法，包括：

确定红外光学系统；

基于透镜编码技术选定添加非球面掩模的位置；

建立加入非球面掩模后的系统调制传递函数；

启动成像系统对所设计的温差范围内的目标或场景进行成像；

根据所述系统调制传递函数对采集的成像数据进行滤波图像处理，获得最终图像。

优选地，所述基于透镜编码技术应用在大气中传输的8-14微米波段的红外光波。

优选地，所述确定红外光学系统，包括：

将通过像差校正和公差分析后的正常系统确定为所述红外光学系统。

优选地，所述基于透镜编码技术选定添加非球面掩模，包括，

将用透镜编码技术选定的所述非球面光学元件嵌入所述红外光学系统的光阑或光瞳位置。

优选地，所述建立加入非球面掩模后的系统调制传递函数，包括，

通过选定加入所述非球面掩模和所述非球面掩模的位置建立系统调制传递函数。

优选地，启动成像系统对所设计的温差范围内的目标或场景进行成像，包括，

所述温差范围：-40℃到+60℃；

所述成像为中间成像。

优选地，根据所述系统调制传递函数对采集的成像数据进行滤波图像处理，获得最终图像，包括；

将采集得到的图片文件输入计算机；

根据所述系统调制传递函数以及点扩散函数，对图片进行滤波图像处理，获得最终解码图。

优选地，根据所述系统调制传递函数以及点扩散函数，对图片进行滤波图像处理，获得最终解码图，包括：

对焦深内各位置成像的光学传递函数进行几何平均处理，用处理后的几何平均光学传递函数作为解码的标准；

通过所述解码的标准将图片进行滤波处理，并获得最终解码图。

本发明的另一目的在于提出一种像面无温漂的红外光学成像系统，包括确定模块、添加模块、获取模块、成像模块和输出模块；

所述确定模块，用于确定红外光学系统；

所述添加模块，用于基于透镜编码技术选定添加非球面掩模；

所述获取模块，用于获得加入非球面掩模后的系统调制传递函数；

所述成像模块，用于启动成像系统对所设计的温差范围内的目标或场景进行成像；

所述输出模块，用于根据所述系统调制传递函数对采集的成像数据进行滤波图像处理，获得最终图像。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

本发明提出的技术方案简单且易于增大系统的景深，从而抗温差干扰能力强，适用环境广泛。适合用于视频监控、目标观测和测量等相关领域，具有广阔的发展空间和应用前景。

本发明的技术方案利用景深延拓技术，使得原有系统的像质对温差不敏感，直接从原理上抑制了温差对像质的直接影响，从而达到像面无温漂的目的。

本发明的技术方案克服了目前通过机械或者机电综合的手段来消除红外热成像的像质退化。

附图说明