[发明专利]一种非制冷红外镜头成像质量快速检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种非制冷红外镜头成像质量快速检测系统及方法，本发明涉及光学性质测试技术领域，为解决现有技术中，红外镜头检测方法存在的低效、准确度差的技术问题，本发明的技术方案如下：包括黑体辐射源、机械靶轮、平行光管、镜头检测工装、视频采集卡和操作计算机，所述操作计算机作为检测系统的主控中心和数据处理终端，分别与黑体辐射源的控制端、机械靶轮的控制端、调焦电机的控制端、红外焦平面探测器和视频采集卡。

技术领域

本发明涉及光学性质测试技术领域，尤其涉及一种非制冷红外镜头成像质量快速检测系统及方法。

背景技术

红外热成像系统在军民领域被广泛应用，红外镜头作为红外热成像系统的关键组成器件，其成像质量好坏将直接影响热成像系统性能。目前红外镜头成像质量好坏的检测主要采用两种方法：1、人工目测的方法，其效率高，但一致性差，易受主观因素影响；2、利用专用MTF(调制传递函数)测试设备进行测量，其检测结果可信度高，但耗时长。可见，现有技术中关于红外镜头的检测方法，无法同时兼具高效、准确度高的特点。

发明内容

为解决现有技术中，红外镜头检测方法存在的低效、准确度差的技术问题，本发明的技术方案如下：

本发明公开了一种非制冷红外镜头成像质量快速检测系统，包括黑体辐射源、机械靶轮、平行光管、镜头检测工装、视频采集卡和操作计算机；所述镜头检测工装包括调焦电机和红外焦平面探测器，所述调焦电机用于调节红外焦平面探测器前后运动，待测的红外镜头安装于镜头检测工装；所述黑体辐射源用于提供检测系统热源；所述机械靶轮用于安装各类靶标；所述平行光管用于产生平行光束；所述视频采集卡用于采集红外焦平面探测器输出的视频图像；所述操作计算机作为检测系统的主控中心和数据处理终端，分别与黑体辐射源的控制端、机械靶轮的控制端、调焦电机的控制端、红外焦平面探测器和视频采集卡连接。

进一步，所述机械靶轮包括靶轮本体、压片、靶轮控制器及伺服电机；所述靶轮本体开设有圆周分布的通孔，所述靶标通过压片及螺栓固定于通孔的端面，所述靶轮本体的中心与伺服电机的输出轴连接，所述靶轮控制器的输出端与伺服电机的控制端连接，所述靶轮控制器向伺服电机发送转动指令，伺服电机带动靶轮本体实现旋转。

进一步，所述靶标包括刀口靶标和畸变靶标，所述刀口靶标开设有半圆形透光孔，所述畸变靶标开设有呈Y字型等间距均匀分布的透光孔。

进一步，还包括自动聚焦板，所述操作计算机通过自动聚焦板与调焦电机的控制端连接，所述自动聚焦板通过接收镜头红外图像，执行内嵌的爬山算法，寻找镜头成像最清晰的电机位置，控制调焦电机，进而调节红外焦平面探测器位置，实现镜头的自动聚焦。

本发明还提供了一种非制冷红外镜头成像质量快速检测方法，包括如下步骤：

第一步，根据测试指标，利用机械靶轮的控制端选择对应靶标；

第二步，选择测试图像的感兴趣区域，针对清晰度、畸变、焦距和视场角指标，手动选择感兴趣区域；针对MTF指标，软件自动选择感兴趣区域；

第三步，选择最佳二值化阈值门限，针对畸变、焦距、视场角和MTF指标，手动选择最佳二值化门限；

第四步，降噪处理，利用图像降噪模型和滤波器对原始图像进行降噪处理；

第五步，检测结果量化，利用红外镜头清晰度评价算法、畸变评价算法、焦距评价算法、视场角评价算法和MTF评价算法量化红外镜头的清晰度、畸变、焦距、视场角和MTF指标；

第六步，输出结果，将红外镜头的测试结果和测试的环境参数以电子文档形式输出。

本发明中的一种非制冷红外镜头成像质量快速检测系统及方法，与现有技术相比，其有益效果为：

1、可有效避免人工目测方法导致的红外镜头检测结果一致性差，易受主观因素影响的问题，检测精度高，一致性好；