[发明专利]一种红外成像自动聚焦算法的测试系统及测试方法

说明书

本发明公开一种红外成像自动聚焦算法的测试系统及测试方法，涉及相机自动聚焦技术领域。本发明的红外成像自动聚焦算法的测试系统及测试方法，对红外成像自动调焦算法和策略进行评估或预测，获得最佳的自动调焦参数，不但能加快系统设计和调试进程，同时优化系统设计，为自动聚焦控制的硬件设计做准备和铺垫。

技术领域

本发明涉及相机自动聚焦技术领域，具体的涉及一种红外成像自动聚焦算法的测试系统及测试方法。

背景技术

现代战场中往往需要红外成像系统能在复杂的环境条件下工作。环境温度、压力及太阳辐射等参数的变化，乃至对远近不同物距的景物成像都会导致红外成像系统的散焦问题。由温度变化引起的散焦可以通过光学系统的消热差(热补偿)技术解决，但目前各种消热差技术主要基于复杂的光学系统设计和分析、技术难度大；若是两个以上视场的光学系统将使消热差问题变得更加复杂，对远近不同物距景物成像时引起的散焦也只有通过调焦解决。

在红外成像系统的实际使用中，无论何种原因引起的散焦，一般只能依靠操作者用手动调焦的方式重新聚焦以恢复图像清晰。传统的手动调焦依靠人的目测和手调，耗时长、可重复性小，调整精度受人员主观影响较大，给使用者带来不便。因此，为了适应在复杂的环境条件下工作，需要在红外成像系统中增加基于图像处理的自动聚焦功能。

然而，红外成像系统作为一种不同于可见光成像的特殊光电成像系统，为其增加基于图像处理的实时自动聚焦功能又有特殊的技术难度。主要体现在：温差成像难以辨识。红外成像系统针对的是经大气衰减后的不同波段的红外辐射成像，场景中的诸多因素，包括大气传输、物体表面红外辐射、红外探测器以及空间关系变化都会对红外成像质量有影响，造成对红外图像清晰度的分析评价困难。另外，红外成像系统的噪声更加复杂，特别是非均匀性噪声远超出可见光成像系统，对红外图像清晰度评价带来更大的困难，甚至使调焦评价算法失败。这些都增加了红外成像自动聚焦系统的设计难度。此外，对红外成像系统的各种调试、试验和维护远不如普通可见光成像系统(如CCD或CMOS)方便和经济。若是制冷型红外成像系统，则其工作寿命受制冷机和探测器组件的制约，为红外成像自动聚焦功能的硬件电路调试带来不便。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种红外成像自动聚焦算法的测试系统及测试方法，通过对红外成像自动调焦功能模块进行原理验证和设计优化，最终获得最佳的设计参数，为硬件电路设计和实现做出必要的前期准备，降低硬件设计的复杂度，缩短整个红外成像自动聚焦系统的设计周期并加快调试进程。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种红外成像自动聚焦算法的测试系统，包括视场切换模块、仿真模式选择模块、自动聚焦算法选择模块、调焦参数设置模块、调焦控制模块、调焦镜位置显示模块、调焦视频图像输出显示模块、聚焦区域图像及其滤波视频显示模块、调焦评价值的自动绘图、标定和显示模块；

所述视场切换模块由窄视场(NFOV)子模块和宽视场(WFOV)子模块构成，用于对特定的双视场红外成像系统宽、窄视场的输出图像切换；

所述仿真模式选择模块用于选择进行自动聚焦算法测试的红外成像系统调焦视频仿真模式；

所述自动聚焦算法选择模块用于对待测的红外成像系统设计和选择最适合的自动聚焦算法及其调焦评价函数；

所述调焦参数设置模块用于按照不同的待测红外成像系统运行要求，由用户对调焦控制参数进行设置，以实现对测试过程的有效控制；

所述调焦控制操作模块用于对待测自动聚焦算法的测试过程进行启动和停止操作；

所述调焦镜位置显示模块用于对待测的自动聚焦算法的调焦镜位置进行动态的视频显示；

所述调焦视频图像输出显示模块用于显示待测红外成像系统的每个调焦量对应的散焦图像；