本发明专利技术涉及一种基于图像传感器量子效率的相机辐照后分辨率退化评估方法，该方法中涉及装置是由相机、光学镜头、夹具、计算机、电源、中性灰背板、反射面光源光谱光度计和色彩测试卡组成。该方法首先调整夹具拍摄色彩测试卡，再调节光学镜头，使测试卡成像清晰后采图，选取红绿蓝色块与灰阶作为分析对象，通过数据处理软件获取所选取红绿蓝色块RGB坐标系下的坐标值、图像最大与最小灰度值等参数的相关信息，然后计算出相机辐照后分辨率的退化率。本发明专利技术可以快速评估相机在不同累积剂量下分辨率的退化程度，方法简单，实用性强。实用性强。实用性强。
【技术实现步骤摘要】
一种基于图像传感器量子效率的相机辐照后成像分辨率退化评估方法
[0001]本专利技术涉及相机标定
，具体涉及一种基于图像传感器量子效率的相机辐照后成像分辨率退化评估方法。
技术介绍
[0002]在如今工业生产和日常生活中,相机成为一类对环境信息进行采集的重要工具。相较于昂贵的专业设备,相机具有价格低、操作便捷等诸多优点。相机系统一般由光学系统、成像系统、数据处理和传输系统组成。其中成像系统是相机的重要组成部分，它的性能决定了相机成像分辨率的大小。分辨率是指单位长度上能够分辨出来的线对数量，能够在一定程度上作为判断相机成像是否清晰的重要参数，对于肉眼判别实际图像是否清晰有效具有重要意义。
[0003]核工业的作业工况多数是强辐射环境。由于辐射环境的恶劣，为保证工作人员与设施的安全，需要应用相机系统以实现精细化远程遥控操作。但核辐射环境中的γ射线、中子等作用于相机系统，可产生瞬时效应和累积辐射损伤，导致器件参数退化或功能衰退，影响相机的成像分辨率、信噪比、色彩还原性等。
[0004]相机成像分辨率与照明光源辐射强度、拍摄物体表面光谱反射比、光学系统传输函数、相机的光谱灵敏度相关。在照明光源辐射强度、拍摄物体表面光谱反射比、光学系统传输函数不发生变化的情况下，相机成像分辨率与其内置图像传感器的光谱灵敏度有重要关系。相机成像分辨率的评估方法在不断发展中,目前主要通过相机调制传递函数(Modulation transfer function，MTF)来对相机成像分辨率进行评估。MTF具有可级联的特性，图像采集系统MTF受到拍摄图像自身MTF、相机系统自身MTF与除此之外其他因素综合MTF的影响。在测试环境不变的前提下，相机系统自身MTF的变化对图像采集系统MTF的影响最大。相机系统自身MTF主要受CIS的影响，CIS几何MTF、转移MTF和扩散MTF相乘可以得到相机系统自身MTF的具体值。对于辐照后的相机而言，CIS几何MTF辐照后未出现明显变化，扩散MTF的变化受辐照后受CIS量子效率退化的影响，转移MTF的变化会影响图像内部最大与最小灰度值。但主流方法中相机系统自身MTF的计算未反映辐照后相机量子效率退化对分辨率所产生的影响，本方法在考虑CIS量子效率退化率的前提下，采用辐照前后图像亮度值的比值衡量扩散MTF的退化率，该方法能够有效评估辐照后相机成像分辨率的退化程度。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于，从CIS量子效率的退化率、选定色彩RGB坐标与选定灰阶灰度值的变化入手，分析计算出相机分辨率的退化率，提供一种基于图像传感器量子效率的相机辐照后分辨率退化评估方法，该方法中涉及装置是由相机、光学镜头、夹具、计算机、电源、中性灰背板、反射面光源光谱光度计和色彩测试卡组成。该方法首先调整夹具拍摄色彩测试卡，再调节光学镜头，使测试卡成像清晰后采图，选取红绿蓝色块与灰阶作为分析对
象，通过数据处理软件获取所选取红绿蓝色块RGB坐标系下的坐标值、图像最大与最小灰度值等参数的相关信息，然后计算出相机辐照后分辨率的退化率。通过本专利技术所述方法可快速评估相机在不同累积剂量下分辨率的退化程度，该方法简单，实用性强。
[0006]本专利技术所述的一种基于图像传感器量子效率的相机辐照后分辨率退化评估方法，该方法中涉及装置是由相机、光学镜头、夹具、计算机、电源、中性灰背板、反射面光源、光谱光度计和色彩测试卡组成，将光学镜头(3)固定在相机(1)上，相机(1)固定在夹具(2)中，在中性灰背板(8)上放置色彩测试卡(6)，中性灰背板(8)两侧固定反射面光源(4)和反射面光源(5)，相机(1)与计算机(7)和电源(10)连接，光谱亮度计(9)放置在色彩测试卡(6)表面，具体操作按下列步骤进行：
[0007]a、将光学镜头(3)固定在相机(1)上，未经辐照的相机(1)固定在夹具(2)上；
[0008]b、将色彩测试卡(6)固定在中性灰背板(8)中央，在中性灰背板(8)两侧上放置反射面光源(4)和反射面光源(5)，再将夹具(2)放置在中性灰背板(8)的正前方，相机(1)与计算机(7)和电源(10)相连，打开电源，开始进行测试，测试时需关闭设备周围所有照明光源；
[0009]c、调整夹具(2)的角度和高度，使夹具(2)上的相机(1)能够对准色彩测试卡(6)，使色彩测试卡(6)成像于镜头中心，同时调节相机(1)的光学镜头焦距，使色彩测试卡(6)中各部分成像清晰；
[0010]d、将光谱亮度计(9)放置在色彩测试卡(6)表面，并对色彩测试卡(6)表面照度进行计量，色彩测试卡(6)表面任何一点的照度与色彩测试卡(6)中心照度差的范围为0％
‑
5％；
[0011]e、计算机(7)分别以固定积分时间进行数据采集，光场条件下采集20幅图像；
[0012]f、将步骤e中采集的20幅光场图像导入数据处理软件，将步骤d测出的色彩测试卡(6)表面照度输入数据处理软件，在软件中分别选取红绿蓝三个色块、密度值最小与最大的两个灰阶色块，其中密度值最小与最大的两个灰阶色块为最亮的白色色块和最暗的黑色色块；
[0013]g、将步骤f选定的红绿蓝三个色块，经软件处理输出每幅图像红色块的RGB坐标系下R值、绿色块RGB坐标系下G值、蓝色块RGB坐标系下B值，并计算出20幅光场图像红绿蓝色块对应R、G、B值的均值R0，G0，B0；
[0014]h、将步骤f选定的密度值最小与最大的两个灰阶色块，经软件处理输出每幅图像密度值最小与最大的两个灰阶色块的对应的最大灰度值与最小灰度值，并计算出20幅光场图像最大灰度值与最小灰度值的均值L0、D0；
[0015]i、将步骤g中光场图像RGB坐标系下坐标值的均值与辐照后CIS在红绿蓝光对应波长的退化率参数m、n、l代入公式(1)、(2)、(3)计算出辐照后相机(1)系统扩散MTF的退化率B；
[0016]Y0＝0.299*R0+0.587*G0+0.114*B0ꢀꢀꢀ
(1)
[0017]Y1＝0.299*R0*m+0.587*G0*n+0.114*B0*l
ꢀꢀꢀ
(2)
[0018]B＝Y1/Y0ꢀꢀꢀ
(3)
[0019]j、将步骤i辐照到任意累积剂量的相机(1)固定在夹具(2)上，重复步骤b、c、d、e、f、i,得到辐照后光场图像最大灰度值与最小灰度值的均值L1、D1；
[0020]k、将步骤h、i、j得到的辐照前相机(1)采集色彩测试卡图像最大灰度值与最小灰
度值的均值L0、D0与辐照后相机(1)采集色彩测试卡图像最大灰度值与最小灰度值的均值L1、D1以及扩散MTF退化率B代入公式(4)
[0021][0022]计算得到辐照后相机分辨率的退化率η。
[0023]本专利技术所述的一种基于图像传感器量子效率的相机辐照后成像分辨率退化评估方法，该方法辐照前后相机图像的采集需要确保色卡和标准光源不发生变化，以保证数据的可重复性。以未辐照相机图像亮度值与图像内本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于图像传感器量子效率的相机辐照后分辨率退化评估方法，其特征在于，该方法中涉及装置是由相机、光学镜头、夹具、计算机、电源、中性灰背板、反射面光源、光谱光度计和色彩测试卡组成，将光学镜头(3)固定在相机(1)上，相机(1)固定在夹具(2)中，在中性灰背板(8)上放置色彩测试卡(6)，中性灰背板(8)两侧固定反射面光源(4)和反射面光源(5)，相机(1)与计算机(7)和电源(10)连接，光谱亮度计(9)放置在色彩测试卡(6)表面，具体操作按下列步骤进行：a、将光学镜头(3)固定在相机(1)上，未经辐照的相机(1)固定在夹具(2)上；b、将色彩测试卡(6)固定在中性灰背板(8)中央，在中性灰背板(8)两侧上放置反射面光源(4)和反射面光源(5)，再将夹具(2)放置在中性灰背板(8)的正前方，相机(1)与计算机(7)和电源(10)相连，打开电源，开始进行测试，测试时需关闭设备周围所有照明光源；c、调整夹具(2)的角度和高度，使夹具(2)上的相机(1)能够对准色彩测试卡(6)，使色彩测试卡(6)成像于镜头中心，同时调节相机(1)的光学镜头焦距，使色彩测试卡(6)中各部分成像清晰；d、将光谱亮度计(9)放置在色彩测试卡(6)表面，并对色彩测试卡(6)表面照度进行计量，色彩测试卡(6)表面任何一点的照度与色彩测试卡(6)中心照度差的范围为0％
‑
5％；e、计算机(7)分别以固定积分时间进行数据采集，光场条件下采集20幅图像；f、将步骤e中采集的20幅光场图像导入数据处理软件，将步骤d测出的色彩测试卡(6)表面照度输入数据处理软件...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯婕，王海川，李豫东，文林，郭旗，
申请(专利权)人：中国科学院新疆理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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