成像系统最小可分辨对比度检测技术研究

【摘要】：可见光成像探测系统的作用距离越大,就能在越远的位置发现目标,能否及时探测到目标往往是决定任务成败的关键因素。探测距离的提升导致目标成像在探测器上的图案对比度就会减小,当一个可见光成像系统刚好能够分辨目标时的图案对比度为该系统的最小可分辨对比度(MRC—Minimum Resolvable Contrast),所以只要测得成像系统的MRC,就可以由此估算出其作用距离,从而评估其性能的好坏。近些年,在可见光成像系统成像质量评价中引入的MRC指标,可以很好的反映系统分辨细节的灵敏度,受到了国内外学者的重视。本课题基于MRC检测原理,对低对比度目标进行检测。本文设计了用于检测MRC的重要装置—可调对比度无穷远目标源,并对其中几个重要部件进行了分析,包括积分球、照明光源、把标轮、准直物镜和衰减片。对设计的可调对比度无穷远目标源,我们对其进行了准确性标定。标定过程中先是通过随机采点法和灰度图分别对背景积分球和目标积分球的均匀性进行检验,然后我们讨论了目标积分球和背景积分球之间的相互影响。通过推导,我们得出了灰度对比度和亮度对比度的关系。本文对CCD相机进行了MRC的测量,并做了不确定度分析。由于在MRC测量过程中人眼视觉特性会带来主观性的误差,基于相位一致性在图像边缘检测方面的独特优势,本文尝试利用相位一致性边缘检测设计MRC的客观评判方法,并在matlab上进行仿真实验。本文对基于MRC的作用距离评估进行了研究。模拟了对比度目标和大气衰减情况,给出了作用距离评估的模型,并对其进行检验,证明了基于MRC的作用距离评估方法的合理性,从而也可以看到MRC检测广泛的应用前景。
【关键词】：成像质量 最小可分辨对比度 相位一致性 作用距离
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP391.41