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一种可见光空间相机静态传函测试系统及测试方法


技术摘要:
一种可见光空间相机静态传函测试系统及测试方法,解决目前可见光空间光学相机实验室静态传函测试中存在较大误差的问题,利用均匀照明光源、靶标组件、平行光管组成的传函测试系统。采用模拟太阳光谱的积分球均匀光源为靶标提供均匀辐射照明。靶标组件为是由低空间频率  全部
背景技术:
随着空间光学遥感器的发展,可见光空间相机的口径逐渐增大到1m,1.5m,甚至 2.0m量级及更大口径,可见光相实验室静态传函是评价空间相机成像性能的重要技术指 标,目前实验室静态传函测试方法一般采用三线靶标法,即在平行光管的焦面处放置均匀 光源照明三线靶标,模拟无穷远的目标,空间相机获取对应的三线靶标的图像,利用图像计 算图像对比度传函(CTF),利用关系式MTF=CTF*π/4,计算相机的MTF。在测试过程中,默认 物方调制度为1.0。该测试方法中,MTF测试结果包含平行光管传函和大气传函,在测试结果 中难以扣除,导致测试结果具有较大的误差。
技术实现要素:
本发明为解决目前可见光空间光学相机实验室静态传函测试中存在较大误差的 问题,提供一种可见光空间相机静态传函测试系统及测试方法。 一种可见光空间相机静态传函测试系统,包括照明光源、靶标组件和平行光管;所 述靶标组件由靶标固定件,以及安装在靶标固定件上的靶标板构成; 所述照明光源发出的光源均匀照明靶标组件上的靶标板,所述靶标组件位于平行 光管的焦面位置,所述平行光管将经过靶标板输出的光束转换为平行光束,入射到空间相 机的焦平面探测器上,所述空间相机获取靶标图像; 所述靶标板上靶标的排布方式依次为:低空间频率靶标的白靶条、奈奎斯特频率 靶标和低空间频率靶标的黑靶条;所述奈奎斯特频率靶标由n(n≥5)组靶条组成,按一定的 位错形成靶标图案,每组靶条由三个白靶条和四个黑靶条组成;所述空间相机根据获取靶 标板上对应的靶条图像,利用低空间频率靶标的白靶条和低空间频率靶标的黑靶条的图像 计算物方调制度,利用奈奎斯特频率靶标中的图像计算像方调制度,根据所述物方调制度 与像方调制度的关系计算相机静态传函MTF。 一种可见光空间相机静态传函测试方法,该方法由以下步骤实现: 步骤一、调整照明光源输出的辐射亮度,使得空间相机获得低空间频率靶标的白 靶条内像元灰度值尽量大但不饱和,调整靶标组件上靶标方向及靶标组件在平行光管焦面 处前后左右的相对位置,使空间相机4获得奈奎斯特频率靶标内靶条的清晰图像,采集靶标 图像,同时获得奈奎斯特频率靶标图像,低空间频率靶标的白靶条和黑靶条图像,关闭照明 光源1,空间相机获得暗场图像; 步骤二、利用低空间频率靶标的白靶条图像内的均匀区域,计算像元平均灰度值 Ya;利用低空间频率靶标的黑靶条图像内的均匀区域,计算像元平均灰度值Yb;利用暗场图 像中对应靶标区域内的像元,计算暗场平均灰度值Yc;用下式计算物方调制度Mo: 4 CN 111586402 A 说 明 书 2/3 页 步骤三、选取奈奎斯特频率靶条图像中n组靶条内最清晰一组靶条图像,相邻白靶 条和黑靶条中相邻像元灰度值,分别记为Xa、Xb,用下式计算相邻像元的像方调制度MI: 步骤四、利用公式 计算静态传函,选取最大值作为最终测试结果。 本发明的有益效果: 本发明针对目前实验室静态传函测试问题,利用低空间频率靶标和奈奎斯特频率 靶标,结合平行光管,对可见光空间相机实验室静态传函进行测试的系统及方法,该方法能 有效扣除平行光管和大气对传函测试的影响,测试结果更准确,能更客观的评价空间相机 成像质量。 本发明利用靶标图像计算空间相机实验室静态传函,有效扣除了平行光管大气对 传函测试的影响。在未来空间光学相机研制及检测过程广泛应用。具有广泛的工程应用前 景。 附图说明 图1为本发明所述的一种可见光空间相机静态传函测试系统的构成图; 图2为本发明所述的一种可见光空间相机静态传函测试系统中靶标组件的示意 图; 图3为图2中奈奎斯特频率靶标的放大图; 图4为空间相机获取的靶标图像示意图; 图中:1、照明光源,2、靶标组件,3、平行光管,4、空间相机,2-1、靶标板、2-2靶标固 定件,2-1A、低空间频率靶标的白靶条,2-1B、奈奎斯特频率靶标,2-1C、低空间频率靶标的 黑靶条,3-1、低空间频率靶标的白靶条图像,3-2、奈奎斯特频率靶条图像,3-3、低空间频率 靶标的黑靶条图像。
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