[发明专利]一种基于MRTD的显微热成像系统性能评价方法及系统

权利要求书

1.一种基于MRTD的显微热成像系统性能评价方法，其特征在于，包括：

根据显微热成像系统的光路结构确定显微热成像系统的光谱辐射通量差；所述光谱辐射通量差为待测目标与背景分别在探测器单元上的光谱辐射通量的差值；

根据显微热成像系统的成像过程，确定显微热成像系统接收到的待测目标的图像信噪比；

根据所述光谱辐射通量差和所述待测目标的图像信噪比确定显微热成像系统的输出图像信噪比；

根据所述显微热成像系统的输出图像信噪比、所述显微热成像系统的噪声等效温差以及望远模式的最小可分辨率温差确定显微热成像系统的最小可分辨率温差；

根据所述显微热成像系统的最小可分辨率温差对所述显微热成像系统的温度分辨能力进行评价。

2.根据权利要求1所述的一种基于MRTD的显微热成像系统性能评价方法，其特征在于，所述根据显微热成像系统的光路结构确定显微热成像系统的光谱辐射通量差，具体包括：

获取待测目标辐射的光路参数、背景辐射的光路参数以及显微热成像系统的参数；所述光路参数包括待温度、物空间微面元与显微物镜之间的物方孔径角、物空间微面元与显微物镜之间路径上的大气衰减、黑体光谱辐射度、显微热成像系统的透射比、目标比辐射率、显微物镜的物空间的折射率、像空间微面元与探测器单元之间的像方孔径角、像空间微面元与探测器单元之间的路径上的大气衰减、显微物镜的像空间的折射率、像距和辐射率；所述显微热成像系统的参数包括探测器单元的响应度、探测器单元的面积、测量带宽、工作波长、噪声功率谱、噪声电压、人眼滤波的系统带宽和人眼积分时间；

根据所述待测目标辐射的光路参数确定所述待测目标的物空间微面元向所述显微物镜发射的辐射通量，得到第一辐射通量；

根据所述第一辐射通量确定所述待测目标经过所述显微物镜照射在所述探测器单元上的辐照度，得到第一辐照度；

根据所述第一辐照度和所述探测器单元的面积确定所述待测目标在所述探测器单元上的光谱辐射通量，得到第一光谱辐射通量；

根据所述背景辐射的光路参数确定所述背景的物空间微面元向所述显微物镜发射的辐射通量，得到第二辐射通量；

根据所述第二辐射通量确定所述背景经过所述显微物镜照射在所述探测器单元上的辐照度，得到第二辐照度；

根据所述第二辐照度和所述探测器单元的面积确定所述背景在所述探测器单元上的光谱辐射通量，得到第二光谱辐射通量；

根据所述第一光谱辐射通量和所述第二光谱辐射通量确定光谱辐射通量差。

3.根据权利要求1所述的一种基于MRTD的显微热成像系统性能评价方法，其特征在于，所述根据所述显微热成像系统的输出图像信噪比、所述显微热成像系统的噪声等效温差以及望远模式的最小可分辨率温差确定显微热成像系统的最小可分辨率温差，具体包括：

利用公式和公式确定显微热成像系统的最小可分辨率温差；其中，MRTD′为望远模式的最小可分辨率温差，SNR_TH为视觉阈值信噪比，MTF(f)为红外光电系统传递函数，NETD为噪声等效温差，(τ_t·τ_h·τ_v)^1/2为人眼滤波器函数，取值范围0.52-0.65，ΔT＝NETD，ΔT为待测目标与背景的温度差，ε_T为待测目标的辐射率，ε_B为背景的辐射率，ε_T＝ε_B＝1，为黑体光谱辐射出射度相对温差的变化率，T_B为背景的温度，τ₀(λ)为显微热成像系统透射比，Δf_n为噪声等效带宽，A_d为探测器单元的面积，d₀为显微物镜的口径，T为待测目标的温度，Δε＝ε_T-ε_B为待测目标与背景的辐射率差，ε_T为待测目标的辐射率，ε_B为背景的辐射率，[λ₁,λ₂]为工作波长范围，λ为波长，l′为像距，M₀(λ,T_B)为黑体光谱辐射出射度。