[发明专利]一种基于图像质量的InGaAs FPAs组件性能评估装置及其应用

说明书

本发明涉及一种基于图像质量的InGaAs FPAs组件性能评估装置及其应用。本发明所述基于图像质量的InGaAs FPAs组件性能评估装置，根据图像质量直观地对目前最常见的320×256、640×512等型号InGaAs FPAs组件进行性能评价；提高了对不同组件测试的效率的同时，以图表的形式给出组件的测试结果，相比传统的测试方法，更加直观、简便。

技术领域

本发明涉及一种基于图像质量的InGaAs FPAs组件性能评估装置及其应用，属于InGaAs FPAs组件性能测评的技术领域。

背景技术

短波红外是介于可见光及中长波红外之间的电磁辐射，可以获得很多可见光和中长波波段成像无法获取到的信息。短波红外主要利用被测目标所反射的短波红外波段环境光成像，与中长波红外相比，短波红外成像的景物轮廓与细节更清晰，可辨识度更高；与可见光相比，短波红外波段光信号受大气凝结水厚度影响较小，大气传输特性好，具有良好的透雾霾成像能力；短波红外在夜天光、大气辉光中大量存在，在天气晴朗的夜间具有良好的夜视成像效果；短波红外能够穿透油彩，识别某些可见光无法识别的伪装，鉴别艺术品真伪；组织对短波红外的吸收和散射相对较弱，因此短波红外可以用于光学相干层析(OCT)等医学应用。基于以上特点，短波红外成像技术及短波红外成像仪成为近几年的研究热点。

InGaAs焦平面(FPAs)组件是短波红外成像仪的核心部件，其性能直接关系到成像仪的成像质量。近年来，在国外，美国SUI公司、比利时Xenics公司、法国Sofradir公司、日本滨松光子学公司等研究机构都对InGaAs FPAs组件开展了大量的研究且技术已比较成熟，InGaAs FPAs组件已经实现产业化；在国内，中国科学院上海技术物理所和山西国惠光电走在了InGaAs FPAs组件研制的前列，可以提供性能优良工作稳定的InGaAs FPAs组件。研究机构投入大量精力，极大的推动了InGaAs FPAs组件的发展。

现阶段盲元补偿技术、非均匀性较正、图像增强是短波红外图像处理的主要处理方式，国内外已经研究出补偿、较正、及增强技术。目前被广泛采用的盲元补偿方法可分为两种：一种是时间补偿法，另一种是空间补偿法。时间补偿法利用相邻帧的相关性，从相邻帧中获取信息进行补偿；空间补偿法则在一帧图像内进行操作，对一帧图像进行处理，完成补偿。线性插值法^[1]是常用的盲元补偿算法，使用相邻的上下左右四个像元的均值补偿盲元的值。两点法是常用的非均匀性较正算法^[2]，通过就算出增益算子及偏移算子校正图像。红外图像增强算法归纳起来可以分为两类：一类是空域增强算法，一类是频域增强算法。其中，空域增强算法主要是基于图像像素本身的灰度值进行的处理，常见的算法有直方图均衡法^[3]。

[1]周慧鑫,殷世民,刘上乾,赖睿.红外焦平面器件盲元检测及补偿算法[J].光子学报,2004(05):598-600.

[2]赵岩.红外焦平面阵列非均匀校正算法研究[D].国防科学技术大学,2007.

[3]陈永亮.灰度图像的直方图均衡化处理研究[D].安徽大学,2014.

目前，对InGaAs FPAs组件的常规测试评价方法是，在不同温度黑体辐照条件下直接针对InGaAs FPAs组件进行响应电压测试，利用响应电压计算响应率等特性参数；主要的评价性能指标包括响应率和响应率不均匀性、噪声电压、探测率、噪声等效温差、有效像元率、固定图形噪声、噪声等效功率、饱和度功率、动态范围、相对光谱响应、读出速率以及串音等，这些指标可以客观的对InGaAs FPAs组件性能进行评估，但测试周期长，测试结果也不直观。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于图像质量的InGaAs FPAs组件性能评估装置。

本发明还提供一种利用上述装置进行InGaAs FPAs组件性能评估的方法。

本发明的技术方案为：