CN104333749A - 摄像机最小可分辨对比度测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种摄像机最小可分辨对比度测试系统，主要由近红外光源(1)、稳流源(2)、第一光阑(3)、第二光阑(4)、积分球(5)、待测摄像机(6)和显示器(7)构成，所述待测摄像机(6)和显示器(7)连接，所述稳流源(2)和积分球(5)连接，所述第一光阑(3)和第二光阑(4)分别设置在积分球(5)上，所述近红外光源(1)的光线出射方向读准积分球(5)。本发明提供的摄像机最小可分辨对比度测试系统为近红外成像产品的检测提供了辅助设备，不仅在装置上而且在数据和理论上提供了科学的证据和性能参数。

Description

摄像机最小可分辨对比度测试系统

技术领域

本发明涉及一种摄像机最小可分辨对比度测试系统，属于红外成像领域。 

背景技术

在成像技术发展的过程中，始终伴随着成像系统性能评估技术的应用。从早期的系统方案设计到研发到后期的应用，系统性能评估都可以提供各种分析数据，指导系统研制、使用过程中的问题定位、解决方案制定以及进一步改进的方向。同时任何新工艺、新结构和新技术的引入和采用，在提升成像系统性能的同时，也要求性能评估技术必须不断地改进，以适用新的需求。采用新器件和新照明技术的主动近红外成像系统也不例外。 

成像系统性能评估包括成像系统的固有性能评估和复杂环境中的现场性能预测两方面的内容。一般来说，评价成像系统的性能有三种方法：试验法、仿真法和性能理论模型法。试验法的测量结果直观、准确、可靠，然而，野外试验测量受到天气、场地等诸多条件的限制，导致了性能评估过程十分不便，特别是针对需要时常、大批量检测的市场用主动近红外成像系统。仿真法需要具备昂贵的仿真系统。因此，目前国内外的研究基本上都集中于性能模型的预测性方面。 

对于采用近红外LED主动照明和CCD/CMOS成像技术的安防监控用的主动式近红外一体摄像机。但是，手工作坊的充斥、行业标准机制的缺失都使得身处群雄逐鹿时代的安防行业的厂家在产品出厂时标注的性能参数多为理论值，以便尽量体现产品的优越性能。但是该类产品的作用距离，国内外还没有统一的、标准的检测方法。因此，对于质检部门来说，如何检测该类产品的作 用距离是否合格，减少由于没有检测标准而带来的厂家和消费者的纠纷，规范安防监控设备制造市场，就具有十分重要的现实意义。 

发明内容

为了克服现有技术的不足，解决好现有技术的问题，弥补现有目前市场上现有产品的不足。 

本发明提供了一种摄像机最小可分辨对比度测试系统，测试系统主要由近红外光源、稳流源、第一光阑、第二光阑、积分球、待测摄像机和显示器构成，所述待测摄像机和显示器连接，所述稳流源和积分球连接，所述第一光阑和第二光阑分别设置在积分球上，所述近红外光源的光线出射方向读准积分球。 

优选的，上述测试系统还包括三条带分辨率靶。 

优选的，上述三条带分辨率靶固定在分辨率靶标放置处上。 

本发明提供的摄像机最小可分辨对比度测试系统为近红外成像产品的检测提供了辅助设备，不仅在装置上而且在数据和理论上提供了科学的证据和性能参数。 

附图说明

图1为本发明结构示意图； 

图2为本发明的多组MRC曲线图。 

附图标记：1-近红外光源；2-稳流源；3-第一光阑；4-第二光阑；5-积分球；6-待测摄像机7-显示器；8-三条带分辨率靶。 

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实 施方式对本发明作进一步的详细描述。 

搭建摄像机MRC(最小可分辨对比度)测试系统，如图1所示，测试系统主要由近红外光源(1)、稳流源(2)、第一光阑(3)、第二光阑(4)、积分球(5)、待测摄像机(6)和显示器(7)构成，所述待测摄像机(6)和显示器(7)连接，所述稳流源(2)和积分球(5)连接，所述第一光阑(3)和第二光阑(4)分别设置在积分球(5)上，所述近红外光源(1)的光线出射方向读准积分球(5)，测试系统还包括三条带分辨率靶(8)。三条带分辨率靶(8)固定在分辨率靶标放置处上。通过部件1～5组成的辐照度连续可调的等效光源，在一定的辐照度E_i下，将不同对比度C_i的USAF1951三条带靶图案投射给光电成像系统，人眼通过显示器观察靶标，获得对应对比度下可分辨的靶标条纹组号，进一步查对组号对应的条带宽度，得到对应的空间频率值f，得到对应辐照度E_i下的MRC曲线(C_i-f曲线)。改变不同的辐照度E_i，重复测量，即可得到多组MRC曲线，如图2所示。 

当测得成像系统的MRC曲线后，根据下述作用距离预测模型，可求得光电成像系统的最佳作用距离。 

对于扩展源目标，通过光电成像系统能够探测、识别和认清目标的条件是：①目标具有足够的张角；②目标/背景的表观对比度应大于等于光电成像系统的最小可分辨对比度CMR。即 

$\frac{d}{\mathrm{Nl}}\≥\frac{1}{f}---\left(1\right)$

C(λ，l)≥C_MR[f，L_m(l)]   (2) 

式中，L_m(l)＝L_m·τ_a为景物表观平均亮度；d为目标等效尺寸；根据Johnson准则，目标条带图案的周期数N由探测等级和概率要求确定，50％概率下的条带周期数为N₅₀。f为探测等级下所需的系统分辨率。满足公式(2)的最大距离l_m 即为系统在探测等级(探测、识别和认清)及其概率下的作用距离。 

按照公式(1)和(2)，在给定路径和大气条件下，主动近红外成像系统对给定目标的作用距离预测过程如下： 

(a)在等效光源照射多种目标亮度(或照度)条件下，按照传统的计算或测试方法，得到近红外摄像系统的MRC曲线； 

(b)给定某初始目标距离l； 

(c)按照公式(1)计算给定探测等级和概率(N确定)时所需的空间分辨率f；计算路径大气传输特性，并计算目标场景的对比度C(λ，l)； 

(d)由f和C(λ，l)查CMR(f)曲线得到满足公式(2)所需的成像系统处等效景物亮度(或照度)，进而确定所需的照明光源对应的功率Φ； 

(e)如果近红外光源功率满足(Φ＜Φ₀)/不满足要求(Φ＞Φ₀)，则增加/减小目标距离，返回式步骤(b)继续循环；在允许误差内满足关系时，结束循环过程，所对应的目标距离l_max就是主动近红外成像系统对目标完成指定视觉任务条件下的作用距离。 

本发明提供的摄像机最小可分辨对比度测试系统为近红外成像产品的检测提供了辅助设备，不仅在装置上而且在数据和理论上提供了科学的证据和性能参数。 

以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。 

Claims (3)

1.一种摄像机最小可分辨对比度测试系统，其特征在于：测试系统主要由近红外光源(1)、稳流源(2)、第一光阑(3)、第二光阑(4)、积分球(5)、待测摄像机(6)和显示器(7)构成，所述待测摄像机(6)和显示器(7)连接，所述稳流源(2)和积分球(5)连接，所述第一光阑(3)和第二光阑(4)分别设置在积分球(5)上，所述近红外光源(1)的光线出射方向读准积分球(5)。

2.根据权利要求1所述的摄像机最小可分辨对比度测试系统，其特征在于：所述测试系统还包括三条带分辨率靶(8)。

3.根据权利要求2所述的摄像机最小可分辨对比度测试系统，其特征在于：所述三条带分辨率靶(8)固定在分辨率靶标放置处上。