一种同时测量镜头畸变和MTF指标的方法和系统技术方案

一种同时测量镜头畸变和MTF指标的方法，包括：判断靶标是否对齐，将红外热像仪中心对准靶标中心，使用中心正方形两条垂直的边判断靶标是否对齐；根据镜头焦距、设备与靶标的距离，利用模板匹配算法，得到畸变测量值；利用倾斜边缘法计算MTF值。本发明专利技术将红外镜头畸变的测量方法与MTF测量方法相结合，可同时测量红外镜头畸变与MTF指标。相较于现有技术而言，可同时完成畸变测量和MTF测量，节省测量时间，提高测量效率；整个测试过程只需对齐靶标，操作简单；通过倾斜边缘法测量MTF值，不需要不同空间频率的光栅靶标，节省成本。节省成本。节省成本。

【技术实现步骤摘要】
一种同时测量镜头畸变和MTF指标的方法和系统


[0001]本专利技术涉及的是红外成像系统
，特别涉及一种同时测量镜头畸变和MTF指标的方法和系统。

技术介绍

[0002]随着红外热成像技术的日趋成熟，对热像仪的成像质量要求越来越高。镜头畸变由于制造精度以及组装工艺的偏差导致畸变，导致图像失真。MTF指标反映了图像的清晰度，用来评判镜头还原物体对比度的能力。镜头畸变和MTF指标可直接反映热像仪的成像效果。已有测量方法通常可单独测量镜头畸变和MTF指标，然而，现有技术无法同时获取镜头畸变和MTF指标，当需要获取镜头畸变和MTF指标时，需获得镜头畸变和MTF指标需测量两次，因此，现有技术获取镜头畸变和MTF指标，不仅耗时耗力，而且无法同时测量镜头畸变和MTF指标。

技术实现思路

[0003]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种同时测量镜头畸变和MTF指标的方法和系统。
[0004]一种同时测量镜头畸变和MTF指标的方法，包括：
[0005]S100.判断靶标是否对齐，将红外热像仪中心对准靶标中心，使用中心正方形两条垂直的边判断靶标是否对齐；
[0006]S200.根据镜头焦距、设备与靶标的距离，利用模板匹配算法，得到畸变测量值；
[0007]S300.利用倾斜边缘法计算MTF值。
[0008]进一步地，S100包括：
[0009]S101.将设备与靶面之间的距离固定后，计算中心正方形两条垂直的边的斜率和偏移的理论值；
[0010]S102.对热像仪画面进行Hough直线检测，计算画面中正方形两条垂直的边的斜率和偏移的实际值；
[0011]S103.根据斜率和偏移的理论值与实际值的差值判断靶标是否足够接近，若理论值与实际值差异小于预设阈值，则靶标对齐，若理论值与实际值差异大于预设阈值，则靶标未对齐。
[0012]进一步地，S200包括：
[0013]S201.根据镜头焦距，物距，目标实际长度以及像元尺寸，计算十字光标中心点与靶面中心的理论距离；
[0014]S202.利用模板匹配算法，计算十字光标在红外图像中的实际坐标，根据实际坐标换算该十字光标中心点与靶面中心点的实际距离；
[0015]S203.根据十字光标中心点与靶面中心的理论距离和实际距离，计算单个十字光标点的畸变值；
[0016]S204.将所有十字光标畸变量绝对值的平均值作为最终畸变测量值。
[0017]进一步地，S300包括：
[0018]S301.对斜边区域进行超采样得到一条黑白变换的边缘扩散函数；
[0019]S302.通过对边缘扩散函数求导得到线扩散函数；
[0020]S303.对线扩散函数进行快速傅立叶变换得到各个频率下的空间频域响应的值。
[0021]进一步地，S101具体方法为：以左上角为坐标原点，水平向右为x轴正方向，垂直向下为y轴正方向，建立坐标轴，根据靶标设计值获取中间矩形四个角的理论坐标，由理论坐标进而获取中心正方形两条垂直的边的斜率和偏移值。
[0022]进一步地，S102具体方法为：从热像仪获取靶标的红外图像，对红外图像进行阈值分割分离前景和背景，在此基础上使用Canny边缘检测提取中心正方形两条垂直的边的边缘，利用边缘点计算斜率和偏移的实际值。
[0023]进一步地，S103中，若靶标未对齐，则在不改变距离的情况下通过工装移动设备以对齐靶标。
[0024]进一步地，S202中，十字光标中心点与靶面中心点的实际距离计算方法为：以左上角为坐标原点，水平向右为x轴正方向，垂直向下为y轴正方向，建立坐标轴，利用模板匹配算法计算十字光标在红外图像中的实际坐标，已知图像中心点坐标，则实际距离为实际坐标和中心点坐标两者空间距离。
[0025]进一步地，S203中，单个十字光标点的畸变值计算方法为：将十字光标中心点与靶面中心的实际距离和理论距离进行做差，并将差值与理论距离进行求比百分数，得到单个十字光标点的畸变值。
[0026]本专利技术还公开了一种同时测量镜头畸变和MTF指标的系统，包括：
[0027]靶标对齐判定模块、畸变计算模块、MTF值计算模块；其中：
[0028]靶标对齐判定模块，用于判断靶标是否对齐，将红外热像仪中心对准靶标中心，使用中心正方形两条垂直的边判断靶标是否对齐；
[0029]畸变计算模块，用于根据镜头焦距、设备与靶标的距离，利用模板匹配算法，得到畸变测量值；
[0030]MTF值计算模块，用于利用倾斜边缘法计算MTF值。
[0031]本专利技术实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
[0032]本专利技术公开的一种同时测量镜头畸变和MTF指标的方法和系统，将红外镜头畸变的测量方法与MTF测量方法相结合，可同时测量红外镜头畸变与MTF指标。相较于现有技术而言，可同时完成畸变测量和MTF测量，节省测量时间，提高测量效率；整个测试过程只需对齐靶标，操作简单；通过倾斜边缘法测量MTF值，不需要不同空间频率的光栅靶标，节省成本。
[0033]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0034]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0035]图1为本专利技术实施例1中，一种同时测量镜头畸变和MTF指标的方法的流程图；
[0036]图2为本专利技术实施例1中，靶标示意图；
[0037]图3为本专利技术实施例1中，畸变测量示意图示意图；
[0038]图4为本专利技术实施例1中，S100步骤具体流程图；
[0039]图5为本专利技术实施例2中，S200步骤具体流程图；
[0040]图6为本专利技术实施例2中，S300步骤具体流程图。
具体实施方式
[0041]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0042]为了解决现有技术中存在的畸变和MTF指标无法同时获取的问题，本专利技术实施例提供一种同时测量镜头畸变和MTF指标的方法和系统。
[0043]实施例1
[0044]本实施例公开了一种同时测量镜头畸变和MTF指标的方法，如图1，包括：
[0045]S100.判断靶标是否对齐，将红外热像仪中心对准靶标中心，使用中心正方形两条垂直的边判断靶标是否对齐。
[0046]具体的，畸变测试与MTF测试靶标如图2所示，靶标中黑色区域为挖空部分，白色区域为挡板。挖空黑色区域放置黑体，黑体温度设置为55℃，高于白色挡板区域温度。靶标中4个倾斜正方形倾斜靶标用于计算MTF指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同时测量镜头畸变和MTF指标的方法，其特征在于，包括：S100.判断靶标是否对齐，将红外热像仪中心对准靶标中心，使用中心正方形两条垂直的边判断靶标是否对齐；S200.根据镜头焦距、设备与靶标的距离，利用模板匹配算法，得到畸变测量值；S300.利用倾斜边缘法计算MTF值。2.如权利要求1的一种同时测量镜头畸变和MTF指标的方法，其特征在于，S100包括：S101.将设备与靶面之间的距离固定后，计算中心正方形两条垂直的边的斜率和偏移的理论值；S102.对热像仪画面进行Hough直线检测，计算画面中正方形两条垂直的边的斜率和偏移的实际值；S103.根据斜率和偏移的理论值与实际值的差值判断靶标是否足够接近，若理论值与实际值差异小于预设阈值，则靶标对齐，若理论值与实际值差异大于预设阈值，则靶标未对齐。3.如权利要求1的一种同时测量镜头畸变和MTF指标的方法，其特征在于，S200包括：S201.根据镜头焦距，物距，目标实际长度以及像元尺寸，计算十字光标中心点与靶面中心的理论距离；S202.利用模板匹配算法，计算十字光标在红外图像中的实际坐标，根据实际坐标换算该十字光标中心点与靶面中心点的实际距离；S203.根据十字光标中心点与靶面中心的理论距离和实际距离，计算单个十字光标点的畸变值；S204.将所有十字光标畸变量绝对值的平均值作为最终畸变测量值。4.如权利要求1的一种同时测量镜头畸变和MTF指标的方法，其特征在于，S300包括：S301.对斜边区域进行超采样得到一条黑白变换的边缘扩散函数；S302.通过对边缘扩散函数求导得到线扩散函数；S303.对线扩散函数进行快速傅立叶变换得到各个频率下的空间频域响应的值。5.如权利要求2的一种同时测量镜头畸变和MTF指标的方法，其特征在于，S101具体方法为：以左上...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚忠毅，叶龙，崔昌浩，黄晟，王鹏，周汉林，李林，
申请(专利权)人：武汉高德智感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：