复杂红外探测成像系统光电对心方法及装配方法技术方案

本发明专利技术涉及光电探测技术领域，尤其涉及一种复杂红外探测成像系统光电对心方法及装配方法，其中光电对心方法包括：在与光学系统分离的情况下，对红外探测器进行非均匀校正；获得光学系统对应的传递函数；将光学系统与红外探测器装配后获得待处理图像；基于多帧待处理图像进行帧叠加处理，得到抑制噪声的灰度分布图；基于灰度分布图确定N个特征点的信息；基于多个特征点的信息建立灰度分布图与传递函数之间的映射关系；基于传递函数的最值以及灰度分布图与传递函数之间的映射关系，确定灰度分布最值点的坐标；根据灰度分布最值点的坐标和电子学中心位置，进行光电对心。本发明专利技术能够实现复杂红外探测成像系统的高精度光电对心，从而提高系统性能。而提高系统性能。而提高系统性能。

【技术实现步骤摘要】
复杂红外探测成像系统光电对心方法及装配方法


[0001]本专利技术涉及光电探测
，尤其涉及一种复杂红外探测成像系统光电对心方法。

技术介绍

[0002]区别于传统的光电探测设备，红外探测成像系统的NETD、探测距离、探测灵敏度等参量，对其内部光学系统的MTF、透过率以及光电中心一致性要求较高。特别是复杂折返式光学系统，这种光学系统多用于高集成度、小体积的红外探测成像设备，光学视场与探测靶面间的冗余十分有限，因此格外依赖光电对心调试，否则会直接影响红外探测成像系统的探测性能。目前，复杂红外探测成像系统高精度光电对心调试仍是行业的技术难题之一。

技术实现思路

[0003](一)要解决的技术问题
[0004]本专利技术要解决的技术问题是解决复杂红外探测成像系统难以实现高精度光电对心的问题，以提高红外探测成像系统的探测性能。
[0005](二)技术方案
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种复杂红外探测成像系统光电对心方法，该方法包括：
[0007]在红外探测成像系统的光学系统与红外探测器分离的情况下，对所述红外探测器进行非均匀校正；
[0008]获得所述光学系统对应的传递函数；
[0009]将所述光学系统与所述红外探测器装配后，获得多帧待处理图像；
[0010]基于多帧所述待处理图像进行帧叠加处理，得到抑制噪声的灰度分布图；
[0011]基于所述灰度分布图，确定N个特征点的信息；特征点的信息包括特征点的特征值及在所述灰度分布图中的坐标；N为不小于20的正整数；
[0012]基于确定的多个特征点的信息，建立所述灰度分布图与所述传递函数之间的映射关系；
[0013]基于所述传递函数的最值以及所述灰度分布图与所述传递函数之间的映射关系，确定灰度分布最值点的坐标；
[0014]根据灰度分布最值点的坐标和所述红外探测器的电子学中心位置，进行红外探测成像系统的光电对心。
[0015]可选地，所述对所述红外探测器进行非均匀校正，包括：
[0016]在无所述光学系统的情况下，只通过所述红外探测器对均匀黑体成像，获得本底图像；
[0017]基于本底图像的均匀性，对所述红外探测器进行校正，至本底图像的均匀性符合预设指标。
[0018]可选地，所述获得所述光学系统对应的传递函数，包括：
[0019]在无所述红外探测器的情况下，通过传函仪，测得所述光学系统的传递函数。
[0020]可选地，所述基于多帧所述待处理图像进行帧叠加处理，包括：
[0021]将n帧所述待处理图像的灰度值按坐标对应叠加后，求平均值，作为所述灰度分布图的灰度值；其中，n≥100。
[0022]可选地，所述基于所述灰度分布图，确定N个特征点的信息，包括：
[0023]基于所述灰度分布图，分别计算行向和列向的梯度数据；
[0024]对行向和列向，分别基于对应的梯度数据进行从大到小排序，选出前M个梯度值；M≥10；
[0025]将选出的2M个梯度值所在点作为特征点，梯度值为对应的特征值。
[0026]可选地，所述确定灰度分布最值点的坐标，包括：
[0027]若所述光学系统为全透式光学系统，则确定灰度分布中最大值在所述灰度分布图的坐标；
[0028]若所述光学系统为折返式光学系统，则确定灰度分布中最小值在所述灰度分布图的坐标。
[0029]可选地，所述进行红外探测成像系统的光电对心，包括：
[0030]比较所述红外探测器的电子学靶面尺寸和所述光学系统的光学视场尺寸；
[0031]若电子校准对心损失光学视场，则调整所述光学系统与所述红外探测器的相对位置，否则采用电子校准，令灰度分布最值点的坐标和所述红外探测器的电子学中心位置重合。
[0032]可选地，所述基于所述灰度分布图，确定N个特征点的信息，还包括：
[0033]基于所述灰度分布图，分别对行向和列向的灰度值进行从大到小排序，选出前L个灰度值；L≥5；
[0034]将选出的2L个灰度值所在点也作为特征点，灰度值为对应的特征值。
[0035]可选地，在所述获得多帧待处理图像之后，所述基于多帧所述待处理图像进行帧叠加之前，还包括：
[0036]对每帧待处理图像进行滤波处理。
[0037]本专利技术还提供了一种复杂红外探测成像系统装配方法，该方法在装配光学系统与红外探测器的阶段，采用如上述任一项所述的复杂红外探测成像系统光电对心方法校准光轴与电子学中心位置。
[0038](三)有益效果
[0039]本专利技术的上述技术方案具有如下优点：本专利技术提供了一种复杂红外探测成像系统光电对心方法及装配方法；本专利技术在光学系统与红外探测器分离的情况下对红外探测器进行非均匀校正，再装配光学系统，此时再成像，非均匀性完全由光学系统引入，通过实际获取的灰度分布结合光学系统所对应的传递函数，确定光学系统的光轴在图像中的准确位置，最终实现红外探测成像系统的光电对心。本专利技术能够在光电集成阶段完成对光学系统的光轴与红外探测器的电子学成像中心高精度校准调试，从而提高红外探测成像系统的探测性能，特别适用于采用复杂折返式光学系统的红外探测成像系统。
附图说明
[0040]图1是本专利技术实施例中一种复杂红外探测成像系统光电对心方法步骤示意图；
[0041]图2是本专利技术实施例中一幅红外探测成像系统在装配光学系统后获得的待处理图像；
[0042]图3是本专利技术实施例中一幅红外探测成像系统获得图像对应的三维分布灰度图。
具体实施方式
[0043]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0044]如前所述，红外探测成像系统对于光电中心一致性要求较高，特别是采用复杂折返式光学系统的红外探测成像系统，集成度高、体积小，光学视场与探测靶面间的冗余十分有限，因此格外需要进行高精度光电对心调试，否则会直接影响红外探测成像系统的探测性能。现有技术对于复杂红外探测成像系统光电对心调试精度偏低，也就是说，光学系统的光轴无法严格对准红外探测器的电子学成像中心(也称电子学中心位置)，往往偏差会有十几甚至几十像素。有鉴于此，本专利技术提供了一种适用于复杂红外探测成像系统的光电对心方法，该方法利用实际成像的灰度分布与光学系统的传递函数定位光轴，可有效提高光轴与电子学成像中心校准调试的精度。
[0045]如图1所示，本专利技术实施例提供的一种复杂红外探测成像系统光电对心方法，包括：
[0046]步骤100，在红外探测成像系统的光学系统与红外探测器分离的情况下，对所述红外探测器进行非均匀校正；
[0047]步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复杂红外探测成像系统光电对心方法，其特征在于，包括：在红外探测成像系统的光学系统与红外探测器分离的情况下，对所述红外探测器进行非均匀校正；获得所述光学系统对应的传递函数；将所述光学系统与所述红外探测器装配后，获得多帧待处理图像；基于多帧所述待处理图像进行帧叠加处理，得到抑制噪声的灰度分布图；基于所述灰度分布图，确定N个特征点的信息；特征点的信息包括特征点的特征值及在所述灰度分布图中的坐标；N为不小于20的正整数；基于确定的多个特征点的信息，建立所述灰度分布图与所述传递函数之间的映射关系；基于所述传递函数的最值以及所述灰度分布图与所述传递函数之间的映射关系，确定灰度分布最值点的坐标；根据灰度分布最值点的坐标和所述红外探测器的电子学中心位置，进行红外探测成像系统的光电对心。2.根据权利要求1所述的复杂红外探测成像系统光电对心方法，其特征在于，所述对所述红外探测器进行非均匀校正，包括：在无所述光学系统的情况下，只通过所述红外探测器对均匀黑体成像，获得本底图像；基于本底图像的均匀性，对所述红外探测器进行校正，至本底图像的均匀性符合预设指标。3.根据权利要求1所述的复杂红外探测成像系统光电对心方法，其特征在于，所述获得所述光学系统对应的传递函数，包括：在无所述红外探测器的情况下，通过传函仪，测得所述光学系统的传递函数。4.根据权利要求1所述的复杂红外探测成像系统光电对心方法，其特征在于，所述基于多帧所述待处理图像进行帧叠加处理，包括：将n帧所述待处理图像的灰度值按坐标对应叠加后，求平均值，作为所述灰度分布图的灰度值；其中，n≥100。5.根据权利要求1所述的复杂红外探测成像系统光电对心方法，其特征在于，所述基于所述灰度分布图，确定N个特征点的信息，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙峥，杨文佳，李晓平，赵子瑞，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：