CN103105286B - 成像光电系统光谱响应非均匀性测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种成像光电系统光谱响应非均匀性测量方法，属于光学计量测试领域。该方法利用可调谐激光光源、激光稳功率控制器结合积分球形成比较稳定的均匀的激光束，均匀的激光束经过准直透镜准直后由均匀性补偿器对准直的激光束进行均匀性修正，再由带有二维扫描机构的类针孔辐射计对修正后的均匀激光束进行均匀性测量，然后根据被测成像光电系统的像元数通过算法对激光束的均匀性数组进行匀滑处理，得到被测成像光电系统每个像元对应的修正系数，从而实现成像光电系统不同波长处的光谱响应非均匀性测量。该方法解决了目前成像光电系统光谱响应非均匀性的测量难题，具有测量准确度高，应用前景广的特点。

Description

成像光电系统光谱响应非均匀性测量方法

技术领域

本发明属于光学计量测试领域，涉及一种光谱响应非均匀性测量方法，尤其涉及一种成像光电系统光谱响应非均匀性测量方法。

背景技术

成像光电系统包括从紫外、可见到红外的各类成像光电系统，如CCD相机、CCD立体相机、航天相机、成像光谱仪等，成像光电系统用来探测、识别和分辨目标及背景，广泛应用于卫星遥感、空间探测、军事侦察、军事感知、目标识别、目标跟踪、军事图像通信等领域。

随着成像光电系统在军事领域和航天领域的广泛应用和发展，对成像光电系统提出了更加苛刻的要求：高分辨率、卓越的信噪比、光谱响应均匀性好、宽动态范围及适用于恶劣的环境。光谱响应非均匀性是评价成像光电系统的重要技术参数之一，由于成像光电系统的图像中叠加非均匀性噪声而影响成像系统的灵敏度，因此必须对成像光电系统的光谱响应非均匀性进行测量，从而对成像光电系统光谱响应非均匀性进一步修正。目前，俄罗斯、英国、美国等国家都相继开展了成像光电系统光谱响应非均匀性测量技术的研究，在紫外、可见及近红外波段采用单色积分球光源的方法，将成像光电系统放置在积分球光源的出口，由单色积分球光源直接照射被测成像光电系统，由于单色积分球光源出口的均匀性比较好，因此可直接实现被测成像光电系统光谱响应非均匀性的测量。在中、远红外波段采用面源黑体的方法，利用面源黑体均匀的辐射实现被测成像光电系统响应非均匀性的测量。

国内主要采用小光点注入法和均匀光源法实现成像光电系统光谱响应非均匀性测量。但是由于成像光电系统中CCD器件的像元尺寸越来越小，小光点注入法已无法满足实际测量要求，因此目前多采用均匀光源法，例如，《光谱学与光谱分析》第32卷，第5期上，《哈达玛变换光谱成像仪光谱响应非均匀性修正》一文中，采用的方法就是用积分球光源实现哈达玛变换光谱成像仪光谱响应非均匀性进行测量，从而进一步对其光谱响应非均匀性进行修正。但是，由于均匀光源本身存在不均匀性，因此采用均匀光源法测量成像光电系统光谱响应非均匀性存在一定误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对目前成像光电系统光谱响应非均匀性的测量难题，提供一种成像光电系统光谱响应非均匀性的高准确度测量方法，克服利用均匀光源法测量成像光电系统光谱响应非均匀性存在的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的成像光电系统光谱响应非均匀性测量的方法包括以下步骤：

第一步：搭建成像光电系统光谱响应非均匀性测量系统

将可调谐激光器、激光稳功率控制器、带有监视探测器的积分球、准直透镜、均匀性补偿器、安装在二维扫描机构上的类针孔辐射计依次放置在光学平台上，其中，积分球的出口处于准直透镜的物方焦面上，二维扫描机构受计算机控制，类针孔辐射计的输出送入所述计算机，可调谐激光器输出的激光由激光稳功率控制器的中心入射，由激光稳功率控制器输出的功率稳定的激光垂直入射在所述积分球入口中心，积分球上的监视探测器将探测信号反馈给激光稳功率控制器，由积分球出射的均匀激光由准直透镜形成准直激光束，准直激光束经均匀性补偿器补偿后照射到类针孔辐射计的输入端；

第二步：计算机控制测量

2.1将可调谐激光器调整到波长λ₁，计算机首先控制类针孔辐射计测量波长λ₁处的背景信号，然后控制二维扫描机构带动类针孔辐射计根据设置的扫描间隔对类针孔辐射计输入端的准直激光束截面进行二维扫描，计算机将类针孔辐射计输出的激光信号扣除背景信号得到波长为λ₁且对应二维扫描坐标为(x_p，y_q)的实测信号V(x_p，y_q，λ₁)，x_p表示行方向x的扫描坐标点且p＝0、1、2、…、P-1，P为行方向扫描距离与扫描间距的比值，y_q表示列方向y的扫描坐标点且q＝0、1、2、…、Q-1，Q为列方向扫描距离与扫描间距的比值，然后根据公式(1)计算激光波长为λ₁时准直激光束截面的均匀性U(x_p，y_q，λ₁)并保存该组数据：

式中，V_最大(x_p，y_q，λ₁)表示类针孔辐射计在波长λ₁处所有实测信号值中的最大值；

2.2计算机根据被测成像光电系统即CCD的像元数对所述均匀性U(x_p，y_q，λ₁)数组进行匀滑处理，具体操作步骤如下：

2.2.1根据公式(2)求出在p＝0时q＝0和q＝1两个扫描点对应到CCD第一列两个像元点之间且含该两个像元点的n个像元的修正系数

$C_{0,k,{\mathrm{\λ}}_1}=U(x_0,y_0,{\mathrm{\λ}}_1)+\frac{U(x_0,y_1,{\mathrm{\λ}}_1)-U(x_0,y_0,{\mathrm{\λ}}_1)}{n-1}\×k$ (k＝0，1，…，n-1且k＜J)   (2)

式中，U(x₀，y₀，λ₁)为p＝0，q＝0扫描点的均匀性且(x₀，y₀)为该扫描点的坐标；U(x₀，y₁，λ₁)为p＝0，q＝1扫描点的均匀性且(x₀，y₁)为该扫描点的坐标，J为CCD的像元行数；

2.2.2根据公式(3)求出在p＝1时q＝0和q＝1两个扫描点对应到CCD第m列两个像元点之间且含该两个像元点的n个像元的修正系数其中m为p＝0和p＝1两个扫描列对应到CCD两列之间同一行中的像元数：

$C_{m-1,k,{\mathrm{\λ}}_1}=U(x_0,y_0,{\mathrm{\λ}}_1)+\frac{U(x_1,y_1,{\mathrm{\λ}}_1)-U(x_1,y_0,{\mathrm{\λ}}_1)}{n-1}\×k$ (k＝0，1，…，n-1且k＜J)   (3)

式中，U(x₁，y₀，λ₁)为p＝1，q＝0扫描点的均匀性且(x₁，y₀)为该扫描点的坐标；U(x₁，y₁，λ₁)为p＝1，q＝1扫描点的均匀性且(x₁，y₁)为该扫描点的坐标；

2.2.3根据公式(4)求出p＝0和p＝1时q＝0和q＝1这四个相邻扫描点对应到CCD四个点所含区域中第一行至第n行所有像元的修正系数

$C_{l,k,{\mathrm{\λ}}_1}=C_{0,k,{\mathrm{\λ}}_1}+\frac{C_{m,k,{\mathrm{\λ}}_1}-C_{0,k,{\mathrm{\λ}}_1}}{m-1}\×l$ (l＝0，1，…，m-1；k＝0，1，…，n-1且l＜I)   (4)

式中，I为CCD的像元列数；

2.2.4按照2.2.1到2.2.3步骤中的公式逐行求出P×Q个扫描点中每四个相邻扫描点对应到CCD中m×n个像元的修正系数；至此，获得CCD中每个像元对应的修正系数i代表CCD像元的行坐标且i＝0、1、…、I，j代表CCD像元的列坐标且产0、1、…、J；

2.3将被测成像光电系统安装在光学平台上并使其处于准直激光光路中，计算机控制二维扫描机构带动类针孔辐射计移出光路，用被测成像光电系统分别测量波长λ₁处的背景和激光并将两种测量值依次送入计算机，计算机将被测成像光电系统每个像元的激光信号值扣除背景信号值得到波长λ₁处每个像元的实测信号计算机根据公式(5)计算每个像元对应的修正值

$V_{i,j,{\mathrm{\λ}}_1}^{\′}=\frac{V_{i,j,{\mathrm{\λ}}_1}}{C_{i,j,{\mathrm{\λ}}_1}}---\left(5\right)$

2.4计算机根据公式(6)计算被测成像光电系统在第一波长λ₁处光谱响应非均匀性NU(λ₁)：

$\mathrm{NU}\left({\mathrm{\λ}}_1\right)=\sqrt{\frac{\underset{i=0}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{J}{\mathrm{\Σ}}}{({V^{\′}}_{i,j,{\mathrm{\λ}}_1}-\stackrel{\‾}{{V^{\′}}_{{\mathrm{\λ}}_1}})}^2}{{\stackrel{\‾}{V_{{\mathrm{\λ}}_1}^{\′}}}^2(M-1)}}\×100\%---\left(6\right)$

式中，表示在波长λ₁处被测成像光电系统各像元修正值的平均值，M表示被测成像光电系统像元总数；

2.5将可调谐激光器调整到波长λ_d且d＝2、3…、D，在每个波长点下重复第2.1步至第2.4步，最终保存非均匀性NU(λ_d)数据且d＝1、2、…、D。

本发明的整体技术效果体现为：

(一)本发明利用高稳定单色积分球光源结合准直系统、均匀性补偿器产生成像光电系统均匀性测量所需的波长可调的均匀准直激光束，再由带有二维扫描机构的类针孔辐射计对修正后的均匀激光束进行均匀性测量，根据被测成像光电系统的像元数通过算法对激光束的均匀性数组进行匀滑处理，从而得到被测成像光电系统每个像元对应的修正系数，消除了光源非均匀性对成像光电系统光谱响应非均匀性测量结果的影响，从而实现成像光电系统不同波长处的光谱响应非均匀性测量，解决了成像光电系统光谱响应非均匀性高准确度测量的难题。

(二)本发明中的积分球上安装有监视探测器，激光稳功率控制器通过监视探测器的反馈信号来改变激光的透过率，从而实现稳定激光功率的目的，本发明中激光功率不稳定性小于0.01％。

(三)本发明中的类针孔辐射计由精密针孔光阑和辐射计组成，使用精密针孔光阑可实现辐射计对激光束截面进行小光点扫描，由于精密针孔光阑极大程度限制了入射到辐射计的辐射功率，因此辐射计中陷阱探测器的设计是为了使整个探测器的响应度得到提高，用于微弱信号测量。

附图说明

图1是成像光电系统光谱响应非均匀性测量系统组成示意图。

图2是类针孔辐射计组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本发明作进一步的详述。

成像光电系统光谱响应非均匀性测量的具体步骤如下：

第一步：搭建成像光电系统光谱响应非均匀性测量系统

本发明成像光电系统光谱响应非均匀性测量是通过一套测量系统实现的，正如图1所示，成像光电系统光谱响应非均匀性测量系统由可调谐激光器1、激光稳功率控制器2、带有监视器的积分球3、准直透镜4、均匀性补偿器5、类针孔辐射计6、二维扫描机构7和内置测控软件的计算机9组成。根据图2所示，类针孔辐射计6包括精密针孔光阑6-1、陷阱探测器6-2和前置放大器6-3。本实施例中，可调谐激光器1选用美国相干公司的可调谐激光器。激光稳功率控制器2选用英国CRI公司的激光稳功率控制器，透过率最大85％，波长范围350nm～1100nm，功率稳定优于0.05％。带有监视探测器的积分球3选用北京卓立汉光仪器有限公司的直径为100mm的积分球，积分球内壁上均匀喷涂聚四氟乙烯粉末，监视探测器选择日本HAMAMATSU公司的S1337型硅光电二极管和美国Judson公司的1μm～2.6μm的铟镓砷探测器。准直透镜4的口径为150mm且表面镀制增透膜。均匀性补偿器5口径为150mm。类针孔辐射计6的精密针孔光阑6-1的开口为圆形，表面涂有黑漆，陷阱探测器6-2由三片光电二极管构成，且为现有技术产品，该探测器对入射光的偏振状态非敏感，与单片光电二极管相比，其总反射率大为降低，光电转换效率和灵敏度有明显提高，根据波长范围的需要选用日本HAMAMATSU公司的S1337型硅光电二极管和美国Judson公司的1μm～2.6μm的铟镓砷光电二极管。前置放大器6-3放置于金属屏蔽体内，防止空间电磁或其他干扰。二维扫描机构7选用北京卓立汉光仪器有限公司的二维精密电动移动平台，其定位精度为20μm。计算机9装有数据采集卡和测量软件包，并配有鼠标和键盘。

成像光电系统光谱响应非均匀性测量系统搭建过程：将可调谐激光器1通过支架安装在光学平台上，在可调谐激光器1出射激光的方向通过支架安装激光稳功率控制器2；在激光稳功率控制器2出射激光的方向安装带有监视探测器的积分球3，其入口与出射的激光垂直，将积分球3上监视探测器的信号输出线与激光稳功率控制器2相连；在积分球3出射方向通过支架安装准直透镜4，准直透镜4与积分球3出射激光的光轴垂直，积分球3的出口刚好处于准直透镜4的焦面上；在垂直于准直透镜4出射方向且离准直透镜4一定距离的位置处通过支架安装均匀性补偿器5；在垂直于均匀性补偿器5出射方向且离均匀性补偿器5一定距离的位置处安装二维扫描机构7且二维扫描机构7的控制线与计算机9相连；在二维扫描机构7上通过支架安装类针孔辐射计6且类针孔辐射计6的信号输出线与计算机9相连；在垂直于光轴且离二维扫描机构7一定距离的位置处通过支架安装被测成像光电系统8，被测成像光电系统8的信号输出线与计算机9相连。

第二步：计算机控制测量

2.1将可调谐激光器1调整到波长点λ₁，计算机9首先控制类针孔辐射计6测量波长点λ₁处的背景信号，然后控制二维扫描机构7带动类针孔辐射计6根据设置的扫描间隔对类针孔辐射计6输入端的准直激光束截面进行二维扫描，计算机9将类针孔辐射计6输出的激光信号扣除背景信号得到波长为λ₁且对应二维扫描坐标为(x_p，y_q)的实测信号V(x_p，y_q，λ₁)，x_p表示行方向x的扫描坐标点且p＝0、1、2、…、P-1，P为行方向扫描距离与扫描间距的比值，y_q表示列方向y的扫描坐标点且q＝0、1、2、…、Q-1，Q为列方向扫描距离与扫描间距的比值，然后根据公式(1)计算激光波长为λ₁时准直激光束截面的均匀性U(x_p，y_q，λ₁)并保存该组数据：

式中，V_最大(x_p，y_q，λ₁)表示类针孔辐射计6在波长λ₁处所有实测信号值中的最大值；

2.2计算机9根据被测成像光电系统8的像元数对所述均匀性U(x_p，y_q，λ₁)数组进行匀滑处理，得到被测成像光电系统8每个像元对应的修正系数i代表成像光电系统8的像元的行坐标且i＝0、1、…、I，j代表成像光电系统8的像元的列坐标且j＝0、1、…、J；

匀滑处理具体采用如下算法：被测成像光电系统的CCD左上角像元坐标为(0，0)，右下角像元坐标为(I，J)，其它像元坐标用(i，j)来表示，CCD上(0，0)坐标处的像元对应的修正系数等于U(x₀，y₀，λ₁)，CCD上(I，J)坐标处的像元对应的修正系数等于U(x_P-1，y_Q-1，λ₁)。以扫描点(x₀，y₀)，(x₁，y₀)，(x₀，y₁)，(x₁，y₁)四点所含区域为例，这四点成像在CCD上对应的四个像元的坐标为(0，0)，(m-1，0)，(0，n-1)，(m-1，n-1)，其中m等于四个像点在行向区域所占据的像元数，n等于四个像点在列向区域所占据的像元数。首先对均匀性列向数据进行匀滑处理，公式(2)完成左列数据U(x₀，y₀，λ₁)和U(x₀，y₁，λ₁)的匀滑处理，公式(3)完成右列数据U(x₁，y₀，λ₁)和U(x₁，y₁，λ₁)的匀滑处理。

$C_{0,k,{\mathrm{\λ}}_1}=U(x_0,y_0,{\mathrm{\λ}}_1)+\frac{U(x_0,y_1,{\mathrm{\λ}}_1)-U(x_0,y_0,{\mathrm{\λ}}_1)}{n-1}\×k$ (k＝0，1…，n-1且k＜J)   (2)

$C_{m-1,k,{\mathrm{\λ}}_1}=U(x_0,y_0,{\mathrm{\λ}}_1)+\frac{U(x_1,y_1,{\mathrm{\λ}}_1)-U(x_1,y_0,{\mathrm{\λ}}_1)}{n-1}\×k$ (k＝0，1…，n-1且k＜J)   (3)

根据公式(2)、公式(3)得出的列向匀滑处理数据后，对行向对应数据进行匀滑处理，即公式(4)。

$C_{l,k,{\mathrm{\λ}}_1}=C_{0,k,{\mathrm{\λ}}_1}+\frac{C_{m,k,{\mathrm{\λ}}_1}-C_{0,k,{\mathrm{\λ}}_1}}{m-1}\×l$ (l＝0，1…，m-1；k＝0，1…n-1且l＜I)   (4)

通过以上过程得到坐标为(0，0)，(m-1，0)，(0，n-1)，(m-1，n-1)的扫描区域相对应CCD成像区域中每个像元对应的修正系数。

然后根据上述算法对扫描点(x₁，y₀)，(x₂，y₀)，(x₁，y₁)，(x₂，y₁)所含区域的均匀性行向数据和列向数据先后进行匀滑处理，依次类推，直到对扫描点(x_P-2，y₀)，(x_P-1，y₀)，(x_P-2，y₁)，(x_P-1，y₁)所含区域的均匀性行向数据和列向数据先后进行匀滑处理。

接着，根据以上步骤对扫描点(x₀，y₁)，(x₁，y₁)，(x₀，y₂)，(x₁，y₂)所含区域的均匀性行向数据和列向数据先后进行匀滑处理，依次类推，直到对扫描点(x_P-2，y₁)，(x_P-1，y₁)，(x_P-2，y₂)，(x_P-1，y₂)所含区域的均匀性行向数据和列向数据先后进行匀滑处理。

重复以上步骤直至对扫描点(x_P-2，y_Q-2)，(x_P-1，y_Q-2)，(x_P-2，y_Q-1)，(x_P-1，y_Q-1)四点所含区域的均匀性行向数据和列向数据进行匀滑处理，从而得到每个像元对应的修正系数

2.3将被测成像光电系统安装在光学平台上并使其处于准直激光光路中，计算机9控制二维扫描机构7带动类针孔辐射计6移出光路，用被测成像光电系统8分别测量波长点λ₁处的背景和激光并将两种测量值依次送入计算机9，计算机9将被测成像光电系统8每个像元的激光信号值扣除背景信号值得到波长λ₁处每个像元的实测信号计算机9根据公式(5)计算每个像元对应的修正值

$V_{i,j,{\mathrm{\λ}}_1}^{\′}=\frac{V_{i,j,{\mathrm{\λ}}_1}}{C_{i,j,{\mathrm{\λ}}_1}}---\left(5\right)$

2.4计算机9根据公式(6)计算被测成像光电系统8在第一波长点λ₁处光谱响应非均匀性NU(λ₁)：

$\mathrm{NU}\left({\mathrm{\λ}}_1\right)=\sqrt{\frac{\underset{i=0}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{J}{\mathrm{\Σ}}}{({V^{\′}}_{i,j,{\mathrm{\λ}}_1}-\stackrel{\‾}{{V^{\′}}_{{\mathrm{\λ}}_1}})}^2}{{\stackrel{\‾}{V_{{\mathrm{\λ}}_1}^{\′}}}^2(M-1)}}\×100\%---\left(6\right)$

式中，表示在波长λ₁处被测成像光电系统8的各像元修正值的平均值，M表示被测成像光电系统8像元总数；

2.5将可调谐激光器1调整到波长点λ_d且d＝2、3…、D，在每个波长点下重复第2.1步至第2.4步，最终保存非均匀性NU(λ_d)数据且d＝1、2、…、D。

本发明的测量方法是通过成像光电系统光谱响应非均匀性测量系统产生测量所需的波长可调的均匀准直激光束，利用类针孔辐射计和二维扫描机构对均匀的准直激光束的均匀性进行测量，并利用算法得到被测成像光电系统每个像元对应的修正系数，从而实现了成像光电系统光谱响应非均匀性的测量，能够为成像光电系统的设计、研制和使用提供可靠依据。

Claims (1)

1.一种成像光电系统光谱响应非均匀性测量方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

第一步：搭建成像光电系统光谱响应非均匀性测量系统

将可调谐激光器、激光稳功率控制器、带有监视探测器的积分球、准直透镜、均匀性补偿器、安装在二维扫描机构上的类针孔辐射计依次放置在光学平台上，其中，积分球的出口处于准直透镜的物方焦面上，二维扫描机构受计算机控制，类针孔辐射计的输出送入所述计算机，可调谐激光器输出的激光由激光稳功率控制器的中心入射，由激光稳功率控制器输出的功率稳定的激光垂直入射在所述积分球入口中心，积分球上的监视探测器将探测信号反馈给激光稳功率控制器，由积分球出射的均匀激光由准直透镜形成准直激光束，准直激光束经均匀性补偿器补偿后照射到类针孔辐射计的输入端；

第二步：计算机控制测量

2.1将可调谐激光器调整到波长λ₁，计算机首先控制类针孔辐射计测量波长λ₁处的背景信号，然后控制二维扫描机构带动类针孔辐射计根据设置的扫描间隔对类针孔辐射计输入端的准直激光束截面进行二维扫描，计算机将类针孔辐射计输出的激光信号扣除背景信号得到波长为λ₁且对应二维扫描坐标为(x_p，y_q)的实测信号V(x_p，y_q，λ₁)，x_p表示行方向x的扫描坐标点且p＝0、1、2、…、P-1，P为行方向扫描距离与扫描间距的比值，y_q表示列方向y的扫描坐标点且q＝0、1、2、…、Q-1，Q为列方向扫描距离与扫描间距的比值，然后根据公式(1)计算激光波长为λ₁时准直激光束截面的均匀性U(x_p，y_q，λ₁)并保存该组数据：

式中，V_最大(x_p，y_q，λ₁)表示类针孔辐射计在波长λ₁处所有实测信号值中的最大值；

2.2计算机根据被测成像光电系统即CCD的像元数对所述均匀性U(x_p，y_q，λ₁)数组进行匀滑处理，具体操作步骤如下：

2.2.1根据公式(2)求出在p＝0时q＝0和q＝1两个扫描点对应到CCD第一列两个像元点之间且含该两个像元点的n个像元的修正系数 $C_{0,k,{\mathrm{\λ}}_1}=U(x_0,y_0,{\mathrm{\λ}}_1)+\frac{U(x_0,y_1,{\mathrm{\λ}}_1)-U(x_0,y_0,{\mathrm{\λ}}_1)}{n-1}\×k$ (k＝0，1，…，n-1且k＜J)    (2)式中，U(x₀，y₀，λ₁)为p＝0，q＝0扫描点的均匀性且(x₀，y₀)为该扫描点的坐标；U(x₀，y₁，λ₁)为p＝0，q＝1扫描点的均匀性且(x₀，y₁)为该扫描点的坐标，J为CCD的像元行数；

2.2.2根据公式(3)求出在p＝1时q＝0和q＝1两个扫描点对应到CCD第m列两个像元点之间且含该两个像元点的n个像元的修正系数其中m为p＝0和p＝1两个扫描列对应到CCD两列之间同一行中的像元数： $C_{m-1,k1{\mathrm{\λ}}_1}=U(x_1,y_0,{\mathrm{\λ}}_1)+\frac{U(x_1,y_1,{\mathrm{\λ}}_1)-U(x_1,y_0,{\mathrm{\λ}}_1)}{n-1}\×k$ (k＝0，1，…，n-1且k＜J)  (3)式中，U(x₁，y₀，λ₁)为p＝1，q＝0扫描点的均匀性且(x₁y₀)为该扫描点的坐标；U(x₁，y₁，λ₁)为p＝1，q＝1扫描点的均匀性且(x₁，y₁)为该扫描点的坐标；

2.2.3根据公式(4)求出p＝0和p＝1时q＝0和q＝1这四个相邻扫描点对应到CCD四个点所含区域中第一行至第n行所有像元的修正系数 (l＝0，1，…，m-1；k＝0，1，…，n-1且l＜I)   (4)式中，I为CCD的像元列数；

2.2.4按照2.2.1到2.2.3步骤中的公式逐行求出P×Q个扫描点中每四个相邻扫描点对应到CCD中m×n个像元的修正系数；至此，获得CCD中每个像元对应的修正系数i代表CCD像元的行坐标且i＝0、1、…、I，j代表CCD像元的列坐标且j＝0、1、…、J；

2.3将被测成像光电系统安装在光学平台上并使其处于准直激光光路中，计算机控制二维扫描机构带动类针孔辐射计移出光路，用被测成像光电系统分别测量波长λ₁处的背景和激光并将两种测量值依次送入计算机，计算机将被测成像光电系统每个像元的激光信号值扣除背景信号值得到波长λ₁处每个像元的实测信号计算机根据公式(5)计算每个像元对应的修正值 ${V^{\′}}_{i,j,{\mathrm{\λ}}_1}:$

$V_{i,j,{\mathrm{\λ}}_1}^{\′}=\frac{V_{i,j,{\mathrm{\λ}}_1}}{C_{i,j,{\mathrm{\λ}}_1}}---\left(5\right)$

2.4计算机根据公式(6)计算被测成像光电系统在第一波长λ₁处光谱响应非均匀性NU(λ₁)：

$\mathrm{NU}\left({\mathrm{\λ}}_1\right)=\sqrt{\frac{\underset{i=0}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{J}{\mathrm{\Σ}}}{({V^{\′}}_{i,j,{\mathrm{\λ}}_1}-\stackrel{\‾}{{V^{\′}}_{{\mathrm{\λ}}_1}})}^2}{{\stackrel{\‾}{V_{{\mathrm{\λ}}_1}^{\′}}}^2(M-1)}}\×100\%---\left(6\right)$

式中，表示在波长λ₁处被测成像光电系统各像元修正值的平均值，M表示被测成像光电系统像元总数；

2.5将可调谐激光器调整到波长λ_d且d＝2、3…、D，在每个波长点下重复第2.1步至第2.4步，最终保存非均匀性NU(λ_d)数据且d＝1、2、…、D。