CN115266034A - 一种光学成像系统的测试靶标及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学成像技术领域，具体公开了一种光学成像系统的测试靶标及测试方法。光学成像系统的测试靶标包括：通光区域和遮光区域，所述通光区域包括条形通光区域，所述条形通光区域包括竖向条形通光区域和横向条形通光区域，所述竖向条形通光区域与所述横向条形通光区域相互垂直，并至少具有一交织节点。在靶标中添加垂直方向的条纹，该靶标具有横向和竖向结构复合信息，能够对成像系统的成像能力进行深度测试，以检测光学系统整机的实际成像质量，判断其能否准确识别细节。

Description

一种光学成像系统的测试靶标及测试方法

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种光学成像系统的测试靶标及测试方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

光学成像系统可以对目标物体进行光学成像，通过对采集的数字图像进行处理分析，可以得到目标物体的属性信息，例如大小、形态、结构、色彩、密度、身份等。光学成像系统的成像能力受限于光学系统和图像传感器的质量，需要采用平行光管配合光学测试靶标，对光学成像系统的成像能力进行测试。

目前测试靶标多采用四杆靶标，它是一种周期的条纹结构。随着图像处理的加入，该周期四杆靶标已经容易被设备和强化。而该类成像系统在实际应用场景下，对接近成像极限分辨率的目标进行成像时，图像处理反而会造成细节重叠，甚至识别错误。现有的四杆靶标难以满足全面测试成像系统的需要。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的是提供一种光学成像系统的测试靶标，不同于现有的四杆靶，在靶标中添加垂直方向的条纹，该靶标具有横向和竖向结构复合信息，能够对成像系统的成像能力进行深度测试，以检测光学系统整机的实际成像质量，判断其能否准确识别细节。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述测试靶标的光学成像系统测试方法。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种光学成像系统的测试靶标，包括：通光区域和遮光区域，所述通光区域包括条形通光区域，所述条形通光区域包括竖向条形通光区域和横向条形通光区域，所述竖向条形通光区域与所述横向条形通光区域相互垂直，并至少具有一交织节点。

在另一优选的实施方式中，所述通光区域还包括环形通光区域，所述环形通光区域与所述竖向条形通光区域、所述横向条形通光区域均不具有交织节点。

在另一优选的实施方式中，每条所述条形通光区域的宽度均相等。

在另一优选的实施方式中，所述通光区域之间遮光区域的竖向宽度、通光区域之间的遮光区域的横向宽度相等，且等于所述条形通光区域的宽度。

在另一优选的实施方式中，所述条形通光区域的长度和宽度比值大于等于7。

在另一优选的实施方式中，所述环形通光区域的宽度与所述条形通光区域的宽度相等，且与所述环形通光区域和其他通光区域之间的最小间距相等。

在另一优选的实施方式中，测试靶标中心为多个竖向条形通光区域，在多个竖向条形通光区域的对角上各设置1个L形通光区域，所述L形通光区域包括竖向条形通光区域和横向条形通光区域，竖向条形通光区域与横向条形通光区域具有一交织节点。

在另一优选的实施方式中，测试靶标中心为多个竖向条形通光区域，多个竖向条形通光区域的竖向正中间有一横向条形通光区域，横向条形通光区域与竖向条形通光区域具有多个交织点。

在另一优选的实施方式中，测试靶标中心多条横向条形区域和多条竖向条形通光区域相交，外侧具有环形通光区域，环形通光区域与竖向条形通光区域、横向条形通光区域均不相交。

本发明实施例还提供了一种光学成像系统测试方法，采用如上述所述的光学成像系统的测试靶标进行测试。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、成像接近极限分辨率时，分辨成像目标极为困难。常用的方法是对同一方向的条形靶测试。这种方法已经不适用于现有复杂目标的成像测试要求。本发明的测试靶标不仅有一个方向的测试信息，而且具有垂直方向的测试信息，能够对光学成像系统进行综合测试，同时测试两个方向的成像分辨率，同时尽可能地接近实际成像工况，对光学成像系统能否准确识别复杂目标进行综合测试。由于成像系统的采样方向是垂直的，因此，本发明的测试靶标采用垂直方向的条形通光区域更便于后续分析。

2、实际成像目标单纯的横平竖直的目标较少，且信息量较少，而不同方向的交织节点是关键信息，但是往往成像模糊，该测试靶标含有交织信息，能够辅助判别成像目标是否连接在一起。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明实施例1的测试靶标示意图；

图2是本发明实施例2的测试靶标示意图；

图3是本发明实施例3的测试靶标示意图；

图中：1、通光区域；2、通光区域之间遮光区域的竖向宽度；3、通光区域之间的遮光区域的横向宽度；4、遮光区域；5、环形通光区域的宽度；6、条形通光区域与环形通光区域之间遮光区域的最小宽度；

为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

具体实施方式

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

正如背景技术所介绍的，目前测试靶标多采用四杆靶标，它是一种周期的条纹结构。随着图像处理的加入，该周期四杆靶标已经容易被设备和强化。而该类成像系统在实际应用场景下，对接近成像极限分辨率的目标进行成像时，图像处理反而会造成细节重叠，甚至识别错误。现有的四杆靶标难以满足全面测试成像系统的需要。为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种光学成像系统的测试靶标。

如图1-图3所示，本发明实施例中记载了一种光学成像系统的测试靶标，包括：通光区域和遮光区域，所述通光区域包括条形通光区域，所述条形通光区域包括竖向条形通光区域和横向条形通光区域，所述竖向条形通光区域与所述横向条形通光区域相互垂直，并至少具有一交织节点。

成像接近极限分辨率时，分辨成像目标极为困难。常用的方法是对同一方向的条形靶测试。这种方法已经不适用于现有复杂目标的成像测试要求。本发明的测试靶标不仅有一个方向的测试信息，而且具有垂直方向的测试信息，能够对光学成像系统进行综合测试，同时测试两个方向的成像分辨率，同时尽可能地接近实际成像工况，对光学成像系统能否准确识别复杂目标进行综合测试。由于成像系统的采样方向是垂直的，因此，本发明的测试靶标采用垂直方向的条形通光区域更便于后续分析。

实际成像目标单纯的横平竖直的目标较少，且信息量较少，而不同方向的交织节点是关键信息(成像目标在垂直的两个方向是否连接，是判断目标属性的关键。本来一个L形目标，可能会由于成像识别错误，认为是断开的一横一竖，目标识别就会完全是错误的)，但是往往成像模糊(成像接近极限分辨率时，分辨成像目标极为困难。这个交织节点仅占一个或者半个像元宽度，因此会模糊)。当成像接近极限分辨率时，分辨成像目标极为困难。常用图像处理的方式进行增强处理显示，而这些处理会将两个实际连接点，误处理成没有连接，或者两个实际没有连接点，误处理成有连接。导致成像目标误判，会误导对图像的使用。本发明的测试靶标含有交织信息，交织信息不同方向的条纹接近的位置，成像系统对此目标靶进行成像，通过实际的判读是否连接，能够辅助判别成像目标是否连接在一起，来判断成像系统的性能。

所述通光区域还包括环形通光区域，所述环形通光区域与所述竖向条形通光区域、所述横向条形通光区域均不具有交织节点。前述的的测试只有竖直和水平两个方向的信息，而成像目标是多种多样的，环形通光局域具有不同角度的信息，能够全面的对系统进行测试。

每条所述条形通光区域的宽度均相等。所述通光区域之间遮光区域的竖向宽度、通光区域之间的遮光区域的横向宽度相等，且等于所述条形通光区域的宽度。条纹靶又被作为分辨率靶，使用相同宽度的条形通光区域来检测，能够准确判别成像系统的分辨能力。同时，采用相同间距的条纹，方便测试。

条纹靶主要是检测成像系统一个方向的分辨能力，为了保证条纹的长度方向能够被分辨，所述条形通光区域的长度和宽度比值大于等于7。

实施例1

如图1所示，中心为两个竖向条形通光区域，在其左右两侧具有L形通光区域，该L形通光区域可以分解为横向条形通光区域和竖向条形通光区域，所有横向、竖向条形通光区域的宽度，与所有条形通光区域间的间距相等。

L形状具有拐点信息，是我们实际成像常见的图形。设计成该形状不仅能够测试竖直方向，也能测试水平方向的分辨能力，同时拐点细节能够帮助判断成像系统的局部识别能力。

实施例2

如图2所示，四根竖向条形通光区域的正中间有一条横向通光区域，该横向通光区域的宽度与竖向条形通光区域宽度相等，与竖向条形通光区域之间的遮光区域宽度相等，该横向条形通光区域能够连接竖向条形通光区域。

该设计能够模拟实际的成像场景。横向条纹会携带其他方向的信息，可以用来评测成像系统对于复杂目标的成像识别能力。

实施例3

如图3所示，竖向条形四杆靶的正中间有两条横向的通光区域，外侧有环形通光区域，该条形通光区域的宽度、环形通光区域的宽度、条形通光区域之间的宽度、以及条形通光区域与环形通光区域之间遮光区域的最小宽度四者相等。

实施例1、2中只有竖直和水平两个方向的信息，而成像目标是多种多样的，环形通光局域具有不同角度的信息，能够全面的对系统进行测试。

本发明实施例还提供了一种基于上述测试靶标的光学成像系统测试方法，由于上述测试靶标具有上述技术效果，则采用该测试靶标进行测试的技术效果请参考上述实施例。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种光学成像系统的测试靶标，其特征在于，包括：通光区域和遮光区域，所述通光区域包括条形通光区域，所述条形通光区域包括竖向条形通光区域和横向条形通光区域，所述竖向条形通光区域与所述横向条形通光区域相互垂直，并至少具有一交织节点。

2.如权利要求1所述的光学成像系统的测试靶标，其特征在于，所述通光区域还包括环形通光区域，所述环形通光区域与所述竖向条形通光区域、所述横向条形通光区域均不具有交织节点。

3.如权利要求1所述的光学成像系统的测试靶标，其特征在于，每条所述条形通光区域的宽度均相等。

4.如权利要求3所述的光学成像系统的测试靶标，其特征在于，所述通光区域之间遮光区域的竖向宽度、通光区域之间的遮光区域的横向宽度相等，且等于所述条形通光区域的宽度。

5.如权利要求1所述的光学成像系统的测试靶标，其特征在于，所述条形通光区域的长度和宽度比值大于等于7。

6.如权利要求2所述的光学成像系统的测试靶标，其特征在于，所述环形通光区域的宽度与所述条形通光区域的宽度相等，且与所述环形通光区域和其他通光区域之间的最小间距相等。

7.如权利要求1所述的光学成像系统的测试靶标，其特征在于，测试靶标中心为多个竖向条形通光区域，在多个竖向条形通光区域的对角上各设置1个L形通光区域，所述L形通光区域包括竖向条形通光区域和横向条形通光区域，竖向条形通光区域与横向条形通光区域具有一交织节点。

8.如权利要求1所述的光学成像系统的测试靶标，其特征在于，测试靶标中心为多个竖向条形通光区域，多个竖向条形通光区域的竖向正中间有一横向条形通光区域，横向条形通光区域与竖向条形通光区域具有多个交织点。

9.如权利要求2所述的光学成像系统的测试靶标，其特征在于，测试靶标中心多条横向条形区域和多条竖向条形通光区域相交，外侧具有环形通光区域，环形通光区域与竖向条形通光区域、横向条形通光区域均不相交。

10.一种光学成像系统测试方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的光学成像系统的测试靶标进行测试。

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