專(zhuān)利名稱(chēng)：動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于光學(xué)性質(zhì)測(cè)試領(lǐng)域中調(diào)制傳遞函數(shù)的測(cè)量方法，具體地說(shuō)，是 關(guān)于動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)的測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)是定量描述時(shí)延成像系統(tǒng)對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)成像過(guò)程中，目 標(biāo)運(yùn)動(dòng)造成像質(zhì)退化程度的重要參數(shù)。測(cè)量動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)，得到傳遞函 數(shù)曲線，不僅可以得到像質(zhì)退化的程度，而且可以分析像質(zhì)退化成因，更為運(yùn)動(dòng) 模糊圖像復(fù)原提供理論依據(jù)。
1992年，SPIE第1971巻"Real-Time Numerical Calculation of Optical Transfer Function for Image Motion and Vibration. Part 1: Experiment Verification" 一文中介 紹了一種以點(diǎn)光源作為動(dòng)態(tài)目標(biāo)，求動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)的思想。其構(gòu)成方法 是將點(diǎn)光源作為目標(biāo)，放置在可承載其運(yùn)動(dòng)的平臺(tái)上，在點(diǎn)光源運(yùn)動(dòng)期間由CCD 對(duì)其成像，得到動(dòng)態(tài)目標(biāo)的圖像，選取模糊圖像中點(diǎn)光源像附近的一小部分區(qū)間 (40xl50像素)對(duì)其進(jìn)行數(shù)學(xué)變換，得到動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)。該方法認(rèn)為 點(diǎn)光源的尺寸可以忽略不計(jì)，而且通過(guò)選取一小區(qū)間的方法，可以將該區(qū)間外圖 像傳感器暗電流以及背景光線所引入的噪聲濾掉，但其不足之處是①并沒(méi)有考 慮到成像的過(guò)程中鏡頭的衍射、像差對(duì)傳遞函數(shù)測(cè)量結(jié)果的影響；②并沒(méi)有考慮 到在所選取的區(qū)間范圍內(nèi)，圖像傳感器的暗電流以及背景光線對(duì)傳遞函數(shù)測(cè)量結(jié) 果的影響；③沒(méi)有說(shuō)明當(dāng)點(diǎn)光源的尺寸不可忽略不計(jì)的時(shí)候，目標(biāo)對(duì)對(duì)傳遞函數(shù) 測(cè)量結(jié)果的影響。
中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)101354307，
公開(kāi)日2009年01月28日，發(fā)明動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào) 制傳遞函數(shù)測(cè)量方法與裝置公開(kāi)了一種測(cè)量動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)的儀器和方 法。儀器的主要構(gòu)成是按照光線傳播方向依次配置點(diǎn)光源、光學(xué)系統(tǒng)和圖像傳感 器，點(diǎn)光源放置在導(dǎo)軌上，并且通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)可以成像到圖像傳感器上。測(cè)量的 方法是在點(diǎn)光源靜止和隨導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)時(shí)，圖像傳感器分別進(jìn)行成像，得到靜態(tài)目標(biāo) 圖像與動(dòng)態(tài)目標(biāo)圖像，通過(guò)這兩幅圖像可以分別得到靜態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)和動(dòng) 態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)，最后在對(duì)應(yīng)頻率處，用動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)除以靜態(tài)目 標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)以達(dá)到修正目的。該方法考慮到了在成像過(guò)程中，光學(xué)系統(tǒng)的衍
5射、像差對(duì)傳遞函數(shù)測(cè)量結(jié)果造成的影響，并且可以消除目標(biāo)尺寸不可忽略不計(jì) 時(shí)，其對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)量結(jié)果的影響。但其不足之處是沒(méi)有考慮到 背景光線以及圖像傳感器暗電流引入到靜態(tài)目標(biāo)圖像以及動(dòng)態(tài)目標(biāo)圖像的噪聲， 最終使動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)的測(cè)量結(jié)果呈毛刺狀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述已有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種即可以消除背景 雜散光、圖像傳感器暗電流，又可以消除目標(biāo)尺寸非理想化對(duì)測(cè)量結(jié)果影響的動(dòng) 態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)量方法，達(dá)到減小測(cè)量誤差的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)量方法包括以下步
驟
a. 在關(guān)閉點(diǎn)光源的條件下，圖像傳感器成像，記錄圖像傳感器暗電流與背 景圖像的合成干擾圖像；
b. 在第a步的基礎(chǔ)上，在不改變除點(diǎn)光源之外的任何條件下，點(diǎn)亮點(diǎn)光源 并使其相對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)保持靜止，圖像傳感器成像，記錄圖像傳感器暗電流、背 景圖像以及靜態(tài)目標(biāo)的合成靜態(tài)圖像；
c. 在第b步的基礎(chǔ)上，在不改變除點(diǎn)光源之外的任何條件下，使滑塊承載 被點(diǎn)亮的點(diǎn)光源沿導(dǎo)軌方向運(yùn)動(dòng)，圖像傳感器成像，記錄圖像傳感器暗電流、背 景圖像以及該運(yùn)動(dòng)狀態(tài)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的合成動(dòng)態(tài)圖像；
上述a、 b、 c步，在不改變除點(diǎn)光源之外的任何條件下，次序可以任意更換；
d. 將b步得到的合成靜態(tài)圖像與a步得到的合成干擾圖像做差運(yùn)算，得到 去干擾靜態(tài)圖像；
e. 將c步得到的合成動(dòng)態(tài)圖像與a步得到的合成干擾圖像做差運(yùn)算，得到 去干擾動(dòng)態(tài)圖像；
上述d、 e步的次序可以更換；
f. 將d步得到的去干擾靜態(tài)圖像，光斑中心所在行的整行像素灰度值信息 提取出來(lái)，得到初始靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)；
g. 將e步得到的去干擾動(dòng)態(tài)圖像，光斑中心所在行的整行像素灰度值信息 提取出來(lái)，得到初始動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)；
上述f、 g步的次序可以更換；
h. 對(duì)f步得到的初始靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)進(jìn)行修正，消除背景光與圖像傳感器暗電流隨機(jī)性引入到初始靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)中的殘余信息，得到修正靜態(tài) 目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)；
i.對(duì)g步得到的初始動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)進(jìn)行修正，消除背景光與圖像傳 感器暗電流隨機(jī)性引入到初始動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)中的殘余信息，得到修正動(dòng)態(tài) 目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)；
上述h、 i步的次序可以更換；
j.對(duì)h步得到的修正靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)進(jìn)行傅里葉變換并取模，得到初 始靜態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)；
k.對(duì)i步得到的修正動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)進(jìn)行傅里葉變換并取模，得到初 始動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)；
上述j、 k步的次序可以更換；
1.在對(duì)應(yīng)頻率處，用k步得到的初始動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)除以j步得到 的初始靜態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)，得到修正動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)。
上述動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)量方法中，第h步采用的修正方法為閾值分割 法，選定一個(gè)灰度值閾值，在第f步得到的初始靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)中，某像素 的灰度值小于該閾值，則此非0灰度值為背景光與圖像傳感器暗電流隨機(jī)性引入 到初始靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)中的殘余信息，并將該灰度值修正為0。
上述動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)量方法中，第i步采用的修正方法為閾值分割 法，選定一個(gè)灰度值閾值，在第g步得到的初始動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)中，某像素 的灰度值小于該閾值，則此非0灰度值為背景光與圖像傳感器暗電流隨機(jī)性引入 到初始靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)中的殘余信息，并將該灰度值修正為0。
上述動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)量方法中，第f、 g、 h、 i步也可以采用如下 方法
f. 對(duì)d步得到的去干擾靜態(tài)圖像進(jìn)行修正，消除背景光與圖像傳感器暗電 流隨機(jī)性引入到去干擾靜態(tài)圖像中的殘余信息，得到二次修正靜態(tài)圖像；
g. 對(duì)e步得到的去干擾動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行修正，消除背景光與圖像傳感器暗電 流隨機(jī)性引入到去干擾動(dòng)態(tài)圖像中的殘余信息，得到二次修正動(dòng)態(tài)圖像；
新方法中，f、 g步的次序可以更換；
h. 將本項(xiàng)權(quán)利要求所述的第f步得到的二次修正靜態(tài)圖像，光斑中心所在 行的整行像素灰度值信息提取出來(lái)，得到修正靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)；
7i.將本項(xiàng)權(quán)利要求所述的第g步得到的二次修正動(dòng)態(tài)圖像，光斑中心所在 行的整行像素灰度值信息提取出來(lái)，得到修正動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)； 新方法中，h、 i步的次序可以更換。
新方法中的第f步采用的修正方法為閾值分割法，選定一個(gè)灰度值閾值，在 第d步得到的去干擾靜態(tài)圖像中，某像素的灰度值小于該閾值，則此非0灰度值 為背景光與圖像傳感器暗電流隨機(jī)性引入到去干擾靜態(tài)圖像中的殘余信息，并將 該灰度值修正為0。
新方法中的第g步采用的修正方法為閾值分割法，選定一個(gè)灰度值閾值，在 第e步得到的去干擾動(dòng)態(tài)圖像中，某像素的灰度值小于該閾值，則此非0灰度值
為背景光與圖像傳感器暗電流隨機(jī)性引入到去干擾動(dòng)態(tài)圖像中的殘余信息，并將
該灰度值修正為o。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
第一，本測(cè)量方法消除了背景雜散光、圖像傳感器暗電流對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳 遞函數(shù)測(cè)量結(jié)果的影響。
第二，本測(cè)量方法消除了目標(biāo)形狀非理想化對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
第三，本測(cè)量方法消除了成像過(guò)程中，光學(xué)系統(tǒng)衍射、像差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。


圖1是本發(fā)明所對(duì)應(yīng)的測(cè)量裝置
圖2是合成干擾圖像
圖3是合成靜態(tài)圖像
圖4是合成靜態(tài)圖像局部特征圖
圖5是合成動(dòng)態(tài)圖像
圖6是合成動(dòng)態(tài)圖像局部特征圖
圖7是去干擾靜態(tài)圖像
圖8是去干擾靜態(tài)圖像局部特征圖
圖9是去干擾動(dòng)態(tài)圖像
圖IO是去干擾動(dòng)態(tài)圖像局部特征圖
圖11是初始靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)
圖12是初始動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)
8圖13是修正靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)
圖14是修正動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)
圖15是初始靜態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)
圖16是初始動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)
圖17是不同方法得到的動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)對(duì)比圖
圖18是二次修正靜態(tài)圖像
圖19是二次修正靜態(tài)圖像局部特征圖
圖20是二次修正動(dòng)態(tài)圖像
圖21是二次修正動(dòng)態(tài)圖像局部特征圖
圖中l(wèi)點(diǎn)光源2鏡頭3圖像傳感器4滑塊5導(dǎo)軌
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖1為本發(fā)明所對(duì)應(yīng)的測(cè)量裝置，沿光線傳播方向依次配置點(diǎn)光源l，鏡頭 2，圖像傳感器3，其中，點(diǎn)光源1作為目標(biāo)放置在滑塊4上，并可隨滑塊4沿 導(dǎo)軌5的方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌5垂直于測(cè)量裝置光軸放置。其中，點(diǎn)光源l采用 直徑為15/朋的針孔，鏡頭2的焦距為50w附，圖像傳感器3采用陜西維視圖像 的MV-1300UM型CMOS，滑塊4和導(dǎo)軌5采用北京光學(xué)儀器的MTS313型精 密重載型電控平移臺(tái)。
例1
本發(fā)明所述的動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)量方法，步驟如下
a. 在關(guān)閉點(diǎn)光源l的條件下，圖像傳感器3成像，記錄的圖像傳感器暗電 流與背景圖像的合成干擾圖像如圖2所示，可以看出圖像傳感器暗電流與背景圖 像使合成干擾圖像中具有灰度值為3或4的噪聲。
b. 在第a步的基礎(chǔ)上，在不改變除點(diǎn)光源1之外的任何條件下，點(diǎn)亮點(diǎn)光 源1并使其相對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)保持靜止，圖像傳感器3成像，記錄的圖像傳感器暗 電流、背景圖像以及靜態(tài)目標(biāo)的合成靜態(tài)圖像如圖3所示。圖4為圖3的局部特 征圖，從該圖中可以看出合成靜態(tài)圖像的噪聲灰度值主要分布在2. 5至4. 5之間。
c. 在第b步的基礎(chǔ)上，在不改變除點(diǎn)光源1之外的任何條件下，使滑塊4 承載被點(diǎn)亮的點(diǎn)光源1沿導(dǎo)軌5的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，圖像傳感器3成像，記 錄的圖像傳感器暗電流、背景圖像以及該運(yùn)動(dòng)狀態(tài)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的合成動(dòng)態(tài)圖像如圖5所示。其中，在曝光時(shí)間內(nèi)點(diǎn)光源1的像在圖像傳感器表面的位移為108.8"m; 圖6為圖5的局部特征圖，從該圖中可以看出合成動(dòng)態(tài)圖像的噪聲灰度值主要分 布在2. 5至4. 5之間。
上述a、 b、 c步，在不改變除點(diǎn)光源之外的任何條件下，次序可以任意更換。
d. 將b步得到的合成靜態(tài)圖像與a步得到的合成干擾圖像做差運(yùn)算，得到 的去干擾靜態(tài)圖像如圖7所示。圖8為圖7的局部特征圖，從該圖中可以看出該 歩驟已將合成靜態(tài)圖像的噪聲灰度值降低到0左右。
e. 將c步得到的合成動(dòng)態(tài)圖像與a步得到的合成干擾圖像做差運(yùn)算，得到 的去干擾動(dòng)態(tài)圖像如圖9所示。圖10為圖9的局部特征圖，從該圖中可以看出 該歩驟已將合成動(dòng)態(tài)圖像的噪聲灰度值降低到0左右。
上述d、 e步的次序可以更換。
f. 將d步得到的去干擾靜態(tài)圖像，光斑中心所在行的整行像素灰度值信息 提取出來(lái)，得到的初始靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)如圖ll所示。
g. 將e步得到的去干擾動(dòng)態(tài)圖像，光斑中心所在行的整行像素灰度值信息 提取出來(lái)，得到的初始動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)如圖12所示。
上述f、 g步的次序可以更換。
h. 對(duì)f步得到的初始靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)進(jìn)行修正，消除背景光與圖像傳 感器暗電流隨機(jī)性引入到初始靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)中的殘余信息，得到的修正靜 態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)如圖13所示，可以看出，該步驟已將初始靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函 數(shù)的噪聲灰度值修正為0。
i. 對(duì)g步得到的初始動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)進(jìn)行修正，消除背景光與圖像傳 感器暗電流隨機(jī)性引入到初始動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)中的殘余信息，得到的修正動(dòng) 態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)如圖14所示，可以看出，該步驟已將初始動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函 數(shù)的噪聲灰度值修正為0。
上述h、 i步的次序可以更換。
j.對(duì)h步得到的修正靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)進(jìn)行傅里葉變換并取模，得到的 初始靜態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)如圖15所示。
k.對(duì)i步得到的修正動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)進(jìn)行傅里葉變換并取模，得到的 初始動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)如圖16所示。
上述j、 k步的次序可以更換；1.在對(duì)應(yīng)頻率處，用k步得到的初始動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)除以j步得到 的初始靜態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)，得到修正動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)。將動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào) 制傳遞函數(shù)的理論曲線、采用背景技術(shù)中文章所述方法得到的動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞 函數(shù)曲線、采用背景技術(shù)專(zhuān)利所述方法得到的動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)曲線與采用 本發(fā)明所述方法得到的動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)曲線進(jìn)行比對(duì)，比對(duì)結(jié)果如圖17 所示。從圖中可以看出，采用本發(fā)明專(zhuān)利所述方法得到的動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù) 曲線與采用背景技術(shù)中文章所述方法得到的曲線相比，明顯更加接近理論模型；
與采用背景技術(shù)中專(zhuān)利所述方法相比，消除了噪聲給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)的毛刺現(xiàn)象， 使動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)曲線更加平滑。
本例第h步采用的修正方法為閾值分割法，閾值為5，在第f步得到的初始 靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)中，某像素的灰度值小于該閾值，則此非o灰度值為背景光 與圖像傳感器暗電流隨機(jī)性引入到初始靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)中的殘余信息，并將 該灰度值修正為0。
本例第i步采用的修正方法為閾值分割法，閾值為5，在第g步得到的初始 動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)中，某像素的灰度值小于該閾值，則此非o灰度值為背景光 與圖像傳感器暗電流隨機(jī)性引入到初始靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)中的殘余信息，并將 該灰度值修正為0。
例2
本實(shí)施例中對(duì)應(yīng)的測(cè)量裝置以及裝置的各項(xiàng)參數(shù)與實(shí)施例1完全一致，測(cè)量 方法的第a、 b、 c、 d、 e步和實(shí)施例1也完全一致，第f 、 g、 h、 i步方法如下
f. 對(duì)d步得到的去干擾靜態(tài)圖像進(jìn)行修正，消除背景光與圖像傳感器暗電 流隨機(jī)性引入到去干擾靜態(tài)圖像中的殘余信息，得到的二次修正靜態(tài)圖像如圖 18所示，圖19為圖18的局部特征圖，從該圖中可以看出，該步驟已將去干擾 靜態(tài)圖像中的噪聲灰度值修正為0。
g. 對(duì)e步得到的去干擾動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行修正，消除背景光與圖像傳感器暗電 流隨機(jī)性引入到去干擾動(dòng)態(tài)圖像中的殘余信息，得到的二次修正動(dòng)態(tài)圖像如圖 20所示，圖21為圖20的局部特征圖，從該圖中可以看出，該步驟已將去干擾 動(dòng)態(tài)圖像中的噪聲灰度值修正為0。
上述f、 g步的次序可以更換。
h. 將第f步得到的二次修正靜態(tài)圖像，光斑中心所在行的整行像素灰度值信息提取出來(lái)，得到修正靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)，與實(shí)施例1中第h步得到的結(jié)果 完全一致，如圖13所示。
i.將第g步得到的二次修正動(dòng)態(tài)圖像，光斑中心所在行的整行像素灰度值 信息提取出來(lái)，得到修正動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)，與實(shí)施例1中第i步得到的結(jié)果 完全一致，如圖14所示。
上述h、 i步的次序可以更換。
本例第f歩采用的修正方法為閾值分割法，閾值為5，在第d步得到的去干 擾靜態(tài)圖像中，某像素的灰度值小于該閾值，則此非O灰度值為背景光與圖像傳 感器暗電流隨機(jī)性引入到去干擾靜態(tài)圖像中的殘余信息，并將該灰度值修正為O。
本例第g步采用的修正方法為閾值分割法，閾值為5，在第e步得到的去干 擾動(dòng)態(tài)圖像中，某像素的灰度值小于該閾值，則此非O灰度值為背景光與圖像傳 感器暗電流隨機(jī)性引入到去干擾動(dòng)態(tài)圖像中的殘余信息，并將該灰度值修正為O。
本例中剩余的第j、 k、 1、 m步與實(shí)施例l第j、 k、 1、 m步完全一致。
1權(quán)利要求
1、一種動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)量方法，其特征在于包括以下步驟a. 在關(guān)閉點(diǎn)光源的條件下，圖像傳感器成像，記錄圖像傳感器暗電流與背景圖像的合成干擾圖像；b. 在第a步的基礎(chǔ)上，在不改變除點(diǎn)光源之外的任何條件下，點(diǎn)亮點(diǎn)光源并使其相對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)保持靜止，圖像傳感器成像，記錄圖像傳感器暗電流、背景圖像以及靜態(tài)目標(biāo)的合成靜態(tài)圖像；c. 在第b步的基礎(chǔ)上，在不改變除點(diǎn)光源之外的任何條件下，使滑塊承載被點(diǎn)亮的點(diǎn)光源沿導(dǎo)軌方向運(yùn)動(dòng)，圖像傳感器成像，記錄圖像傳感器暗電流、背景圖像以及該運(yùn)動(dòng)狀態(tài)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的合成動(dòng)態(tài)圖像；上述a、b、c步，在不改變除點(diǎn)光源之外的任何條件下，次序可以任意更換；d. 將b步得到的合成靜態(tài)圖像與a步得到的合成干擾圖像做差運(yùn)算，得到去干擾靜態(tài)圖像；e. 將c步得到的合成動(dòng)態(tài)圖像與a步得到的合成干擾圖像做差運(yùn)算，得到去干擾動(dòng)態(tài)圖像；上述d、e步的次序可以更換；f. 將d步得到的去干擾靜態(tài)圖像，光斑中心所在行的整行像素灰度值信息提取出來(lái)，得到初始靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)；g. 將e步得到的去干擾動(dòng)態(tài)圖像，光斑中心所在行的整行像素灰度值信息提取出來(lái)，得到初始動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)；上述f、g步的次序可以更換；h. 對(duì)f步得到的初始靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)進(jìn)行修正，消除背景光與圖像傳感器暗電流隨機(jī)性引入到初始靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)中的殘余信息，得到修正靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)；i. 對(duì)g步得到的初始動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)進(jìn)行修正，消除背景光與圖像傳感器暗電流隨機(jī)性引入到初始動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)中的殘余信息，得到修正動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)；上述h、i步的次序可以更換；j. 對(duì)h步得到的修正靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)進(jìn)行傅里葉變換并取模，得到初始靜態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)；k. 對(duì)i步得到的修正動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)進(jìn)行傅里葉變換并取模，得到初始動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)；上述j、k步的次序可以更換；1. 在對(duì)應(yīng)頻率處，用k步得到的初始動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)除以j步得到的初始靜態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)，得到修正動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)量方法，其特征在于所述的第h步采用的修正方法為閾值分割法，選定一個(gè)灰度值閾值，在第f步得到的初始靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)中，某像素的灰度值小于該閾值，則此非o灰度值為背景光與圖像傳感器暗電流隨 機(jī)性引入到初始靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)中的殘余信息，并將該灰度值修正為o。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)量方法，其特征在于所述的第i步 采用的修正方法為閾值分割法，選定一個(gè)灰度值閾值，在第g步得到的初始動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò) 展函數(shù)中，某像素的灰度值小于該閾值，則此'非0灰度值為背景光與圖像傳感器暗電流隨 機(jī)性引入到初始靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)中的殘余信息，并將該灰度值修正為0。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)量方法，其特征在于所述的第f、 g、h、 i步也可以采用如下方法f. 對(duì)d步得到的去干擾靜態(tài)圖像進(jìn)行修正，消除背景光與圖像傳感器暗電流隨機(jī)性引入到去干擾靜態(tài)圖像中的殘余信息，得到二次修正靜態(tài)圖像；g. 對(duì)e步得到的去干擾動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行修正，消除背景光與圖像傳感器暗電流隨機(jī)性引 入到去干擾動(dòng)態(tài)圖像中的殘余信息，得到二次修正動(dòng)態(tài)圖像；上述f、 g步的次序可以更換；h. 將本項(xiàng)權(quán)利要求所述的第f步得到的二次修正靜態(tài)圖像，光斑中心所在行的整行像 素灰度值信息提取出來(lái)，得到修正靜態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)；i. 將本項(xiàng)權(quán)利要求所述的第g步得到的二次修正動(dòng)態(tài)圖像，光斑中心所在行的整行像 素灰度值信息提取出來(lái)，得到修正動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)；上述h、 i步的次序可以更換。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)量方法，其特征在于所述的第f步 采用的修正方法為閾值分割法，選定一個(gè)灰度值閾值，在第d步得到的去干擾靜態(tài)圖像中， 某像素的灰度值小于該閾值，則此非0灰度值為背景光與圖像傳感器暗電流隨機(jī)性引入到 去干擾靜態(tài)圖像中的殘余信息，并將該灰度值修正為o。
6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)量方法，其特征在于所述的第g步 采用的修正方法為閾值分割法，選定一個(gè)灰度值閾值，在第e步得到的去干擾動(dòng)態(tài)圖像中， 某像素的灰度值小于該閾值，則此非0灰度值為背景光與圖像傳感器暗電流隨機(jī)性引入到 去干擾動(dòng)態(tài)圖像中的殘余信息，并將該灰度值修正為0。
全文摘要
動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)量方法屬于光學(xué)性質(zhì)測(cè)試領(lǐng)域；旨在提供一種即可以消除背景雜散光、圖像傳感器暗電流，又可以消除目標(biāo)尺寸非理想化以及光學(xué)系統(tǒng)衍射、像差對(duì)測(cè)量結(jié)果影響的動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)量方法；該方法首先分別在關(guān)閉點(diǎn)光源、點(diǎn)亮點(diǎn)光源并保持靜止和使其運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下，成像記錄干擾圖像、靜態(tài)圖像和動(dòng)態(tài)圖像，并分別用靜態(tài)圖像和動(dòng)態(tài)圖像與干擾圖像做差運(yùn)算，得到去干擾靜態(tài)圖像和去干擾動(dòng)態(tài)圖像，再?gòu)闹刑崛【€擴(kuò)展函數(shù)并修正，得到修正靜態(tài)和動(dòng)態(tài)目標(biāo)線擴(kuò)展函數(shù)，通過(guò)傅里葉變換得到初始靜態(tài)以及動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)，最后利用初始動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)除以初始靜態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)，得到動(dòng)態(tài)目標(biāo)調(diào)制傳遞函數(shù)的最終測(cè)量結(jié)果。
文檔編號(hào)G01M11/02GK101509827SQ20091007162
公開(kāi)日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2009年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月24日
發(fā)明者丁雪梅, 儉 劉, 張大慶, 斌 胡, 譚久彬, 趙煙橋 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)