[发明专利]一种EMCCD组件的调制传递函数测试系统及测试方法

说明书

本发明公开了一种EMCCD组件的调制传递函数测试系统，包括依次连接的均匀单色光模块、旋转靶标、双远心光学系统、待测EMCCD组件和上位机。其中，溴钨灯光源、单色仪、光纤和积分球组成均匀单色光模块，输出测试所需的均匀单色光；积分球输出的均匀单色光照射到旋转靶标上，经双远心光学系统后将靶标图像呈在待测EMCCD感光面上；待测EMCCD组件与上位机相连，通过上位机程序采集测试所需靶标图像。对采集刀口靶标图像进行区域选取、计算刀口拟合斜率、边缘响应函数、线扩散函数，进而计算得到MTF的拟合曲线以及奈奎斯特频率处的MTF值。本发明系统控制过程简单且稳定性高，可用于对EMCCD组件成像性能进行评价。

技术领域

本发明涉及EMCCD技术领域，具体地涉及一种EMCCD组件的调制传递函数测试系统及测试方法。

背景技术

EMCCD即电子倍增CCD，是探测领域内灵敏度极高的一种高端光电探测产品。EMCCD是通过在信号转移水平路径上设计级联的倍增移位寄存器实现信号电荷的可控雪崩增益，实现CCD电荷倍增的功能。

光电成像系统的成像质量直接影响到人眼所能观察到的图像的清晰程度，所以通过客观指标去衡量一个光电成像系统的成像质量是十分重要的。评价光电成像系统质量的指标有很多，主要有鉴别率法、星点检验以及调制传递函数（MTF）等。由于调制传递函数以函数的形式定量地表示星点所提供的大量像质信息，同时也包含了鉴别率所表示的像质信息，并且调制传递函数可以精确、客观地直接测量，所以MTF被公认为是客观、全面、准确评价光电成像系统成像性能的指标，已经成为各国在军事、民用领域的研究重点。

调制传递函数的测试方法有很多，比如针孔法、狭缝法、传统刀口法和倾斜刀口法。针孔法和狭缝法对光源和靶标的要求比较高，倾斜刀口法测试方法简单，系统搭建简便，所以该方法被使用的最多。但是该方法也存在一些问题，比如在将倾斜刀口靶呈现在成像芯片感光面的这一过程，传统镜头会造成的透视畸变，而且在调焦过程中，调焦不合适也会造成所成图像不清晰，从而对测试结果造成影响。本发明因此而来。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明目的是：提供了一种EMCCD组件的调制传递函数测试系统及测试方法，控制过程简单且稳定性高，可用于对EMCCD组件成像性能进行评价。

本发明的技术方案是：

一种EMCCD组件的调制传递函数测试系统，包括均匀单色光模块、双远心光学系统和旋转靶标，所述均匀单色光模块输出的均匀单色光照射到旋转靶标上，经双远心光学系统，使靶标的像呈现在EMCCD组件的感光面上，所述EMCCD组件连接上位机，所述双远心光学系统包括依次设置的第一物镜、孔径光阑和第二物镜，所述孔径光阑设置在第一物镜的像方焦平面和第二物镜的物方焦平面上。

优选的技术方案中，所述均匀单色光模块包括溴钨灯光源、单色仪、光纤和积分球，所述光纤连接单色仪与积分球。

优选的技术方案中，所述上位机内设置有测试程序，所述测试程序包括：

控制模块，用于控制测试系统中的仪器动作；

图像采集模块，用于控制待测EMCCD组件采集测试所需倾斜刀口靶图像；

图像处理模块，基于采集到的倾斜刀口靶图像，计算得到EMCCD组件的调制传递函数以及奈奎斯特频率处的调制传递函数值。

优选的技术方案中，所述图像处理模块的调制传递函数计算方法包括：

对成像系统采集到的倾斜刀口靶图像进行预处理，滤除图像的噪声；

选取用于计算的刀口区域；

求选取区域每行的刀口边缘位置；

求出刀口的倾斜角度；

将选取区域每行像素沿着刀口的方向向第一行像素投影；

根据过采样的边缘扩散函数曲线求出边缘线扩散函数曲线；