CN108844637A - 一种基于图像质量的InGaAs FPAs组件性能评估装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于图像质量的InGaAs FPAs组件性能评估装置及其应用。本发明所述基于图像质量的InGaAs FPAs组件性能评估装置，根据图像质量直观地对目前最常见的320×256、640×512等型号InGaAs FPAs组件进行性能评价；提高了对不同组件测试的效率的同时，以图表的形式给出组件的测试结果，相比传统的测试方法，更加直观、简便。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于图像质量的InGaAs FPAs组件性能评估装置及其应用，属于InGaAs FPAs组件性能测评的技术领域。
背景技术
短波红外是介于可见光及中长波红外之间的电磁辐射，可以获得很多可见光和中长波波段成像无法获取到的信息。短波红外主要利用被测目标所反射的短波红外波段环境光成像，与中长波红外相比，短波红外成像的景物轮廓与细节更清晰，可辨识度更高；与可见光相比，短波红外波段光信号受大气凝结水厚度影响较小，大气传输特性好，具有良好的透雾霾成像能力；短波红外在夜天光、大气辉光中大量存在，在天气晴朗的夜间具有良好的夜视成像效果；短波红外能够穿透油彩，识别某些可见光无法识别的伪装，鉴别艺术品真伪；组织对短波红外的吸收和散射相对较弱，因此短波红外可以用于光学相干层析(OCT)等医学应用。基于以上特点，短波红外成像技术及短波红外成像仪成为近几年的研究热点。
InGaAs焦平面(FPAs)组件是短波红外成像仪的核心部件，其性能直接关系到成像仪的成像质量。近年来，在国外，美国SUI公司、比利时Xenics公司、法国Sofradir公司、日本滨松光子学公司等研究机构都对InGaAs FPAs组件开展了大量的研究且技术已比较成熟，InGaAs FPAs组件已经实现产业化；在国内，中国科学院上海技术物理所和山西国惠光电走在了InGaAs FPAs组件研制的前列，可以提供性能优良工作稳定的InGaAs FPAs组件。研究机构投入大量精力，极大的推动了InGaAs FPAs组件的发展。
现阶段盲元补偿技术、非均匀性较正、图像增强是短波红外图像处理的主要处理方式，国内外已经研究出补偿、较正、及增强技术。目前被广泛采用的盲元补偿方法可分为两种：一种是时间补偿法，另一种是空间补偿法。时间补偿法利用相邻帧的相关性，从相邻帧中获取信息进行补偿；空间补偿法则在一帧图像内进行操作，对一帧图像进行处理，完成补偿。线性插值法[1]是常用的盲元补偿算法，使用相邻的上下左右四个像元的均值补偿盲元的值。两点法是常用的非均匀性较正算法[2]，通过就算出增益算子及偏移算子校正图像。红外图像增强算法归纳起来可以分为两类：一类是空域增强算法，一类是频域增强算法。其中，空域增强算法主要是基于图像像素本身的灰度值进行的处理，常见的算法有直方图均衡法[3]。
[1]周慧鑫,殷世民,刘上乾,赖睿.红外焦平面器件盲元检测及补偿算法[J].光子学报,2004(05):598-600.
[2]赵岩.红外焦平面阵列非均匀校正算法研究[D].国防科学技术大学,2007.
[3]陈永亮.灰度图像的直方图均衡化处理研究[D].安徽大学,2014.
目前，对InGaAs FPAs组件的常规测试评价方法是，在不同温度黑体辐照条件下直接针对InGaAs FPAs组件进行响应电压测试，利用响应电压计算响应率等特性参数；主要的评价性能指标包括响应率和响应率不均匀性、噪声电压、探测率、噪声等效温差、有效像元率、固定图形噪声、噪声等效功率、饱和度功率、动态范围、相对光谱响应、读出速率以及串音等，这些指标可以客观的对InGaAs FPAs组件性能进行评估，但测试周期长，测试结果也不直观。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种基于图像质量的InGaAs FPAs组件性能评估装置。
本发明还提供一种利用上述装置进行InGaAs FPAs组件性能评估的方法。
本发明的技术方案为：
一种基于图像质量的InGaAs FPAs组件性能评估装置，包括依次连接的成像镜头、焦平面组件、硬件电路和PC机；
所述硬件电路包括依次连接的组件接口模块、信号调理模块、A/D转换模块、控制模块和电平转换芯片；控制模块还连接有数据缓存闪存模块，电平转换芯片还与组件接口模块连接。成像镜头的作用是聚光，以得到更好的成像效果；硬件电路为InGaAs FPAs组件提供驱动电压，使InGaAs FPAs组件正常工作。硬件电路主要包括组件接口模块及和基于FPGA的驱动电路部分，用于驱动组件正常工作，得到数据。
根据本发明优选的，所述组件接口模块为InGaAs FPAs组件引入时序驱动信号并引出输出信号；电平转换芯片实现信号的电平转换；信号调理模块实现信号的放大滤波和提高信号的信噪比；A/D转换模块对经过信号调理模块处理后的模拟信号进行采样保持并将模拟信号转换为数字信号输出，实现数据的模数转换；数据缓存闪存模块实现数据的缓存和闪存；所述时序驱动信号是InGaAs FPAs组件工作所需的信号，包括时钟信号和触发信号；
根据本发明优选的，所述成像镜头为短波红外光学镜头。短波红外光学镜头对短波红外的衰减小，光线更为充足。
根据本发明优选的，所述硬件电路还包括电源供电模块；电源供电模块采用低压差线性稳压器和串联基准为焦平面组件和硬件电路中的各个模块供电并提供参考电压。
根据本发明优选的，所述PC机内设置有PC软件；所述PC软件包括，指令控制模块、图像实时显示模块和图像处理模块。PC软件通过传输控制指令，改变硬件中时序信号的频率以及焦平面组件的积分时间，从而改变InGaAs焦平面组件的工作方式，以获得不同的成像效果。PC软件通过USB传输从硬件电路获取图像数据，完成成像、图像处理及图像分析工作。所述指令控制模块产生控制信号；
一种利用上述装置进行InGaAs FPAs组件性能评估的方法，包括步骤如下：
1)将InGaAs FPAs组件插入组件接口模块，短波红外辐射经过成像镜头聚焦到InGaAs FPAs组件上，产生模拟信号；PC机向硬件电路发送控制信号，控制InGaAs FPAs组件的积分时间、成像亮度和对比度；
2)步骤1)产生的模拟信号经过信号调理模块，降低信噪比，将模拟信号的电平提高至5V；
3)A/D转换模块对经过信号调理模块处理后的模拟信号进行采样保持并将其转换为数字信号输出，实现数据的模数转换；
4)控制模块控制将步骤3)产生的数字信号存入数据缓存闪存模块中；
5)PC机读取数据缓存闪存模块中的数据，并将12位数据转化为16位数据，形成可实时显示的图像；图像的大小与焦平面组件的型号相关，例如，组件的型号为320×256，则形成分辨率320×256的单通道灰色图像；硬件电路中的A/D模块生成的是12位数据，存储模块中的数据也为12位，为了方便显示模块显示图像，显示模块将12位数据转化为16位数据。
6)PC机将实时显示的响应图像进行非均匀性校正、盲元补偿和图像增强处理；非均匀性校正采用两点校正法实现；盲元补偿采用线性插值法实现，使用盲元上、下、左、右像元的均值代替盲元；图像增强处理通过中值滤波及直方图均衡算法实现；中值滤波去除图像噪声，直方图均衡算法扩展像元的动态范围，提高图像的对比度；
7)对实时显示的响应图像进行分析，通过对响应图像质量的评估，完成对InGaAsFPAs组件的质量评估；评估方法包括，图像噪声评估、盲元率及盲元分布图评估、图像峰值信噪比评估、不均匀性评估和调制传递函数评估；
具体实现过程如下：
7.1)图像噪声评估；
通过对InGaAs FPAs组件成像，获得F帧响应图像；计算响应图像各个像元灰度值涨落的均方根值，得到响应图像的噪声，从而估计InGaAs FPAs组件的噪声，进而评估组件的质量；响应图像的噪声越小，InGaAs FPAs组件的质量越好；
InGaAs FPAs组件的第i行第j列探测单元噪声的计算公式为：
其中，K为增益；YDS[(i,j),Tn,f]为采集温度为Tn时，InGaAs FPAs组件第i行第j列探测单元的第f帧响应图像的灰度值大小；为组件第i行第j列探测单元的F帧响应图像的灰度值均值大小。
7.2)盲元率及盲元分布图评估；
计算盲元率的大小，并将盲元分布成图；盲元率越小、盲元数目越少、盲元分布越分散，则响应图像的质量越好，相应InGaAs FPAs组件的质量越好；通过盲元分布图，则可以直观的评估出组件的性能。
7.3)图像峰值信噪比评估；
计算响应图像的峰值信噪比；峰值信噪比越高，响应图像的质量越好，InGaAsFPAs组件的性能越好；
峰值信噪比其中，其中，M是图像像素的行数，N是列数，I(i,j)是响应图像位于i行j列处的图像灰度值，是图像灰度值均值；MAXI是图像灰度值峰值。
7.4)不均匀性评估；
对响应图像进行盲元补偿，分析盲元补偿后响应图像的质量；如果InGaAs FPAs组件响应均匀，则响应图像为平滑的图像，如果InGaAs FPAs组件响应不均匀，则响应图像呈现横向和纵向的条纹，条纹越多，InGaAs FPAs组件质量越差；
计算图像不均匀性，不均匀性数值越小，组件质量越好；
图像不均匀性其中，d和h是探测器盲元数目；d是死盲元的个数，h是过热盲元的个数；d是响应值偏低的，h是响应值偏高的。
7.5)调制传递函数；
设计能产生正弦信号的测试卡，均匀光照通过测试卡的线对生成强度按正弦信号分布的激励；将面源黑体产生的短波红外辐射通过测试卡成像，根据输入图像和输出图像的对比度检测InGaAs FPAs组件的MTF值；测试卡由等间隔的黑白线对构成，白线透光，黑线不透光。
Cin是输入图像的对比度，是输入图像灰度值最大值，是图像灰度值最小值；
Cout是输出图像的对比度，是输出图像灰度值最大值，是输出图像灰度值最小值；
根据本发明优选的，所述步骤7.5)中所述测试卡中的线对分为五种，线对的宽度分别是1mm、1.25mm、2mm、2.5mm和5mm；
根据本发明优选的，所述步骤3)中A/D转换模块对经过信号调理模块处理后的模拟信号进行采样的采样频率是5～15M。
根据本发明优选的，所述步骤1)中的控制信号由指令控制模块发出；所述步骤5)的具体过程通过所述图像实时显示模块实现；所述步骤6)中，将实时显示的图像进行非均匀性校正、盲元补偿和图像增强处理的过程通过所述图像处理模块实现。
根据本发明优选的，所述步骤7.2)中，盲元率及盲元分布图获取的具体过程如下：
7.2.1)将面源黑体温度调整到230～250℃，使面源黑体的辐射面覆盖InGaAsFPAs组件；面源黑体的温度稳定后，采集并保存焦平面组件各探测单元的响应输出数据探测单元是焦平面组件的组成部分，焦平面组件是由一系列探测单元组成的，探测单元整齐的排在探测器上；
7.2.2)将黑体温度调整到300～320℃，面源黑体的温度稳定后，采集并保存焦平面组件各探测单元的响应输出数据
7.2.3)计算各探测单元的高低温响应差值
其中，k、l限定焦平面组件中探测单元的位置，k代表行，l代表列，k的取值范围是1～M，l的取值范围是1～N，M、N是探测单元行数和列数；
7.2.4)设定阈值δ，判断盲元；如果则判定像元(k,l)为盲元；如果则判定像元(k,l)为正常像元；
7.2.5)统计盲元的个数，并计算盲元率的大小d是盲元的个数，M×N是焦平面组件中探测单元总数；
7.2.6)通过盲元的位置，得到盲元分布图。
进一步优选的，所述步骤7.2.4)中，δ的取值以焦平面组件的平均响应范围为参考：
其中，α为经验值。
本发明的有益效果为：
1.本发明所述基于图像质量的InGaAs FPAs组件性能评估装置，根据图像质量直观地对目前最常见的320×256、640×512等型号InGaAs FPAs组件进行性能评价；提高了对不同组件测试的效率的同时，以图表的形式给出组件的测试结果，相比传统的测试方法，更加直观、简便；
2.本发明通过设置组件接口模块，以兼容多种型号的InGaAs焦平面探测器组件；控制模块与PC机通过基于USB3.0的通信链路实现高速传输，以实现InGaAs焦平面组件数据流、控制信号以及部分统计分析数据到软件的实时传输。
附图说明
图1为本发明所述基于图像质量的InGaAs FPAs组件性能评估装置的结构示意图；
图2为实施例2所述测试卡的示意图；
图3为本发明所述PC软件的界面截图。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1
如图1所示。
一种基于图像质量的InGaAs FPAs组件性能评估装置，包括依次连接的成像镜头、焦平面组件、硬件电路和PC机；
所述硬件电路包括依次连接的组件接口模块、信号调理模块、A/D转换模块、控制模块和电平转换芯片；控制模块还连接有数据缓存闪存模块，电平转换芯片还与组件接口模块连接。成像镜头的作用是聚光，以得到更好的成像效果；硬件电路为InGaAs FPAs组件提供驱动电压，使InGaAs FPAs组件正常工作。硬件电路主要包括组件接口模块及和基于FPGA的驱动电路部分，用于驱动组件正常工作，得到数据。
所述组件接口模块为InGaAs FPAs组件引入时序驱动信号并引出输出信号；电平转换芯片实现信号的电平转换；信号调理模块实现信号的放大滤波和提高信号的信噪比；A/D转换模块对经过信号调理模块处理后的模拟信号进行采样保持并将模拟信号转换为数字信号输出，实现数据的模数转换；数据缓存闪存模块实现数据的缓存和闪存；所述时序驱动信号是InGaAs FPAs组件工作所需的信号，包括时钟信号和触发信号；
所述成像镜头为短波红外光学镜头。短波红外光学镜头对短波红外的衰减小，光线更为充足。
所述硬件电路还包括电源供电模块；电源供电模块采用低压差线性稳压器和串联基准为焦平面组件和硬件电路中的各个模块供电并提供参考电压。
所述控制模块通过USB3.0为技术核心的高速链接通路-USB传输模块与PC机进行数据链接；所述电平转换芯片为具有配置电压转换功能和三态输出的8位双电源总线收发器SN74LVC8T245；信号调理模块为OPA320芯片；A/D转换模块采用12位10Msps高速并行模数转换芯片AD9220；数据缓存闪存模块采用1M×16高速16位SRAM芯片IS61WV102416BLL和3V供电的64M页操作(页操作是一种flash的读取方式)闪存芯片S29GL064N；闪存芯片预存图像处理所需要的16位二进制数据，将数据传输到SRAM芯片，进行数据处理；控制模块选用的是现场可编程门阵列Cyclone IV中的EP4CE40F23I7N，成像镜头选用的是kowa LM50HC-SW工业镜头，焦平面组件为320×256短波红外InGaAs焦平面探测器组件。
所述PC机内设置有PC软件；所述PC软件包括，指令控制模块、图像实时显示模块和图像处理模块。PC软件通过传输控制指令，改变硬件中时序信号的频率以及焦平面组件的积分时间，从而改变InGaAs焦平面组件的工作方式，以获得不同的成像效果。PC软件通过USB传输从硬件电路获取图像数据，完成成像、图像处理及图像分析工作。所述指令控制模块产生控制信号；
实施例2
一种利用实施例1所述装置进行InGaAs FPAs组件性能评估的方法，包括步骤如下：
1)将InGaAs FPAs组件插入组件接口模块，短波红外辐射经过成像镜头聚焦到InGaAs FPAs组件上，产生模拟信号；PC机经由USB传输模块向硬件电路发送控制信号，控制InGaAs FPAs组件的积分时间、成像亮度和对比度；所述控制信号由指令控制模块发出；所述短波红外辐射由面源黑体产生，面源黑体可以精确控制辐射的温度，产生均匀的辐射，面源黑体的温度范围为0℃～400℃，满足辐射温度的要求。黑体型号为武汉开尔文光电技术有限公司的JQ-125MYZ4B。
2)步骤1)产生的模拟信号经过信号调理模块，降低信噪比，将模拟信号的电平提高至5V；
3)A/D转换模块对经过信号调理模块处理后的模拟信号进行采样保持并将其转换为数字信号输出，实现数据的模数转换；中A/D转换模块对经过信号调理模块处理后的模拟信号进行采样的采样频率是10M。
4)控制模块控制将步骤3)产生的数字信号存入数据缓存闪存模块中；
5)PC机读取数据缓存闪存模块中的数据，并将12位数据转化为16位数据，形成可实时显示的图像；上述过程通过所述图像实时显示模块实现；图像的大小与焦平面组件的型号相关，组件的型号为320×256，则形成分辨率320×256的单通道灰色图像；硬件电路中的A/D模块生成的是12位数据，存储模块中的数据也为12位，为了方便显示模块显示图像，显示模块将12位数据转化为16位数据。
6)PC机将实时显示的响应图像进行非均匀性校正、盲元补偿和图像增强处理；非均匀性校正采用两点校正法实现；盲元补偿采用线性插值法实现，使用盲元上、下、左、右像元的均值代替盲元；图像增强处理通过中值滤波及直方图均衡算法实现；中值滤波去除图像噪声，直方图均衡算法扩展像元的动态范围，提高图像的对比度；将实时显示的图像进行非均匀性校正、盲元补偿和图像增强处理的过程通过所述图像处理模块实现。
7)对实时显示的响应图像进行分析，通过对响应图像质量的评估，完成对InGaAsFPAs组件的质量评估；评估方法包括，图像噪声评估、盲元率及盲元分布图评估、图像峰值信噪比评估、不均匀性评估和调制传递函数评估；
具体实现过程如下：
7.1)图像噪声评估；
通过对InGaAs FPAs组件成像，获得F帧响应图像；计算响应图像各个像元灰度值涨落的均方根值，得到响应图像的噪声，从而估计InGaAs FPAs组件的噪声，进而评估组件的质量；响应图像的噪声越小，InGaAs FPAs组件的质量越好；
InGaAs FPAs组件的第i行第j列探测单元噪声的计算公式为：
其中，K为增益；YDS[(i,j),Tn,f]为采集温度为Tn时，InGaAs FPAs组件第i行第j列探测单元的第f帧响应图像的灰度值大小；为组件第i行第j列探测单元的F帧响应图像的灰度值均值大小。F选值为500，K为1；
7.2)盲元率及盲元分布图评估；
计算盲元率的大小，并将盲元分布成图；盲元率越小、盲元数目越少、盲元分布越分散，则响应图像的质量越好，相应InGaAs FPAs组件的质量越好；通过盲元分布图，则可以直观的评估出组件的性能。
7.3)图像峰值信噪比评估；
计算响应图像的峰值信噪比；峰值信噪比越高，响应图像的质量越好，InGaAsFPAs组件的性能越好；
峰值信噪比其中，其中，M是图像像素的行数，N是列数，I(i,j)是响应图像位于i行j列处的图像灰度值，是图像灰度值均值；MAXI是图像灰度值峰值，取65535。
7.4)不均匀性评估；
对响应图像进行盲元补偿，分析盲元补偿后响应图像的质量；如果InGaAs FPAs组件响应均匀，则响应图像为平滑的图像，如果InGaAs FPAs组件响应不均匀，则响应图像呈现横向和纵向的条纹，条纹越多，InGaAs FPAs组件质量越差；
计算图像不均匀性，不均匀性数值越小，组件质量越好；
图像不均匀性其中，d和h是探测器盲元数目；d是死盲元的个数，h是过热盲元的个数；d是响应值偏低的，h是响应值偏高的。
7.5)调制传递函数；
设计能产生正弦信号的测试卡，均匀光照通过测试卡的线对生成强度按正弦信号分布的激励；将面源黑体产生的短波红外辐射通过测试卡成像，根据输入图像和输出图像的对比度检测InGaAs FPAs组件的MTF值；测试卡由等间隔的黑白线对构成，白线透光，黑线不透光。
Cin是输入图像的对比度，是输入图像灰度值最大值，是图像灰度值最小值；
Cout是输出图像的对比度，是输出图像灰度值最大值，是输出图像灰度值最小值；
所述测试卡中的线对分为五种，线对的宽度分别是1mm、1.25mm、2mm、2.5mm和5mm；如图2所示；不同宽度的线对及InGaAs FPAs组件的不同位置，对应不同的MTF值及不同的MTF曲线，为了避免误差带来的影响，焦平面组件不同位置得到的MTF以及同一位置不同线对得到的MTF值，取十次测量的平均值，且为了避免焦平面组件像元无法与线对对齐的误差，十次测量中，需要微调焦平面组件与测试卡的相对位置。
实施例3
如实施例2所述的进行InGaAs FPAs组件性能评估的方法，进一步的，所述步骤7.2)中，盲元率及盲元分布图获取的具体过程如下：
7.2.1)将面源黑体温度调整到230～250℃，使面源黑体的辐射面覆盖InGaAsFPAs组件；面源黑体的温度稳定后，采集并保存焦平面组件各探测单元的响应输出数据探测单元是焦平面组件的组成部分，焦平面组件是由一系列探测单元组成的，探测单元整齐的排在探测器上；
7.2.2)将黑体温度调整到300～320℃，面源黑体的温度稳定后，采集并保存焦平面组件各探测单元的响应输出数据
7.2.3)计算各探测单元的高低温响应差值
其中，k、l限定焦平面组件中探测单元的位置，k代表行，l代表列，k的取值范围是1～M，l的取值范围是1～N，M、N是探测单元行数和列数；
7.2.4)设定阈值δ，判断盲元；如果则判定像元(k,l)为盲元；如果则判定像元(k,l)为正常像元；
7.2.5)统计盲元的个数，并计算盲元率的大小d是盲元的个数，M×N是焦平面组件中探测单元总数；
7.2.6)通过盲元的位置，得到盲元分布图。
实施例4
如实施例3所述的进行InGaAs FPAs组件性能评估的方法，进一步的，所述步骤7.2.4)中，δ的取值以焦平面组件的平均响应范围为参考：
320×256短波红外InGaAs焦平面探测器组件中，M为256，N为320其中，α为经验值，这里取0.8。
Claims (9)
1.一种基于图像质量的InGaAs FPAs组件性能评估装置，其特征在于，包括依次连接的成像镜头、焦平面组件、硬件电路和PC机；所述硬件电路包括依次连接的组件接口模块、信号调理模块、A/D转换模块、控制模块和电平转换芯片；控制模块还连接有数据缓存闪存模块，电平转换芯片还与组件接口模块连接。
2.根据权利要求1所述的基于图像质量的InGaAs FPAs组件性能评估装置，其特征在于，所述组件接口模块为InGaAs FPAs组件引入时序驱动信号并引出输出信号；电平转换芯片实现信号的电平转换；信号调理模块实现信号的放大滤波和提高信号的信噪比；A/D转换模块对经过信号调理模块处理后的模拟信号进行采样保持并将模拟信号转换为数字信号输出，实现数据的模数转换；数据缓存闪存模块实现数据的缓存和闪存。
3.根据权利要求1所述的基于图像质量的InGaAs FPAs组件性能评估装置，其特征在于，所述PC机内设置有PC软件；所述PC软件包括，指令控制模块、图像实时显示模块和图像处理模块。
4.一种利用权利要求1-3任意一项所述装置进行InGaAs FPAs组件性能评估的方法，其特征在于，包括步骤如下：
1)将InGaAs FPAs组件插入组件接口模块，短波红外辐射经过成像镜头聚焦到InGaAsFPAs组件上，产生模拟信号；PC机向硬件电路发送控制信号，控制InGaAs FPAs组件的积分时间、成像亮度和对比度；
2)步骤1)产生的模拟信号经过信号调理模块，降低信噪比，将模拟信号的电平提高至5V；
3)A/D转换模块对经过信号调理模块处理后的模拟信号进行采样保持并将其转换为数字信号输出，实现数据的模数转换；
4)控制模块控制将步骤3)产生的数字信号存入数据缓存闪存模块中；
5)PC机读取数据缓存闪存模块中的数据，并将12位数据转化为16位数据，形成可实时显示的图像；
6)PC机将实时显示的响应图像进行非均匀性校正、盲元补偿和图像增强处理；非均匀性校正采用两点校正法实现；盲元补偿采用线性插值法实现，使用盲元上、下、左、右像元的均值代替盲元；图像增强处理通过中值滤波及直方图均衡算法实现；
7)对实时显示的响应图像进行分析，通过对响应图像质量的评估，完成对InGaAs FPAs组件的质量评估；评估方法包括，图像噪声评估、盲元率及盲元分布图评估、图像峰值信噪比评估、不均匀性评估和调制传递函数评估；
具体实现过程如下：
7.1)图像噪声评估；
通过对InGaAs FPAs组件成像，获得F帧响应图像；计算响应图像各个像元灰度值涨落的均方根值，得到响应图像的噪声，从而估计InGaAs FPAs组件的噪声，进而评估组件的质量；响应图像的噪声越小，InGaAs FPAs组件的质量越好；
InGaAs FPAs组件的第i行第j列探测单元噪声的计算公式为：
其中，K为增益；YDS[(i,j),Tn,f]为采集温度为Tn时，InGaAs FPAs组件第i行第j列探测单元的第f帧响应图像的灰度值大小；
7.2)盲元率及盲元分布图评估；
计算盲元率的大小，并将盲元分布成图；盲元率越小、盲元数目越少、盲元分布越分散，则响应图像的质量越好，相应InGaAs FPAs组件的质量越好；
7.3)图像峰值信噪比评估；
计算响应图像的峰值信噪比；峰值信噪比越高，响应图像的质量越好，InGaAs FPAs组件的性能越好；
峰值信噪比其中，其中，M是图像像素的行数，N是列数，I(i,j)是响应图像位于i行j列处的图像灰度值，是图像灰度值均值；MAXI是图像灰度值峰值；
7.4)不均匀性评估；
对响应图像进行盲元补偿，分析盲元补偿后响应图像的质量；如果InGaAs FPAs组件响应均匀，则响应图像为平滑的图像，如果InGaAs FPAs组件响应不均匀，则响应图像呈现横向和纵向的条纹，条纹越多，InGaAs FPAs组件质量越差；
计算图像不均匀性，不均匀性数值越小，组件质量越好；
图像不均匀性其中，d和h是探测器盲元数目；
7.5)调制传递函数；
设计能产生正弦信号的测试卡，均匀光照通过测试卡的线对生成强度按正弦信号分布的激励；将面源黑体产生的短波红外辐射通过测试卡成像，根据输入图像和输出图像的对比度检测InGaAs FPAs组件的MTF值；
Cin是输入图像的对比度，是输入图像灰度值最大值，是图像灰度值最小值；
Cout是输出图像的对比度，是输出图像灰度值最大值，是输出图像灰度值最小值；
5.根据权利要求4所述的进行InGaAs FPAs组件性能评估的方法，其特征在于，所述步骤7.5)中所述测试卡中的线对分为五种，线对的宽度分别是1mm、1.25mm、2mm、2.5mm和5mm。
6.根据权利要求4所述的进行InGaAs FPAs组件性能评估的方法，其特征在于，所述步骤3)中A/D转换模块对经过信号调理模块处理后的模拟信号进行采样的采样频率是5～15M。
7.根据权利要求4所述的进行InGaAs FPAs组件性能评估的方法，其特征在于，所述步骤1)中的控制信号由指令控制模块发出；所述步骤5)的具体过程通过所述图像实时显示模块实现；所述步骤6)中，将实时显示的图像进行非均匀性校正、盲元补偿和图像增强处理的过程通过所述图像处理模块实现。
8.根据权利要求4所述的进行InGaAs FPAs组件性能评估的方法，其特征在于，所述步骤7.2)中，盲元率及盲元分布图获取的具体过程如下：
7.2.1)将面源黑体温度调整到230～250℃，使面源黑体的辐射面覆盖InGaAs FPAs组件；面源黑体的温度稳定后，采集并保存焦平面组件各探测单元的响应输出数据
7.2.2)将黑体温度调整到300～320℃，面源黑体的温度稳定后，采集并保存焦平面组件各探测单元的响应输出数据
7.2.3)计算各探测单元的高低温响应差值
其中，k、l限定焦平面组件中探测单元的位置，k代表行，l代表列，k的取值范围是1～M，l的取值范围是1～N，M、N是探测单元行数和列数；
7.2.4)设定阈值δ，判断盲元；如果则判定像元(k,l)为盲元；如果则判定像元(k,l)为正常像元；
7.2.5)统计盲元的个数，并计算盲元率的大小d是盲元的个数，M×N是焦平面组件中探测单元总数；
7.2.6)通过盲元的位置，得到盲元分布图。
9.根据权利要求8所述的进行InGaAs FPAs组件性能评估的方法，其特征在于，所述步骤7.2.4)中，δ的取值以焦平面组件的平均响应范围为参考：
其中，α为经验值。
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