基于图像处理的调制传递函数测试方法研究

发布时间：2017-10-28 01:07

  本文关键词：基于图像处理的调制传递函数测试方法研究

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【摘要】：近些年,人们对光学系统成像质量精度的要求越来越高,光学系统成像质量的评价技术也受到越来越多的关注。其中,光学传递函数测试技术在图像质量评价领域占有非常重要的地位,且已经取得了相当丰硕的成果。在光学系统中,调制传递函数(MTF)被公认为评价成像质量最有效和最准确的方法之一,调制传递函数的测试技术也被广泛应用在镜头检测、图像处理和光学系统性能评价等学术及工程领域。本文在深入研究了光学传递函数理论和常用MTF测试方法的基础上,结合数字图像处理技术,采用了一种基于图像处理的调制传递函数测试方法。该测试方法以LCD屏上输出的频率可调的光栅图像为目标物,以CCD为图像采集器件,通过计算机控制光栅图像频率的改变和图像的采集,经处理后得到不同频率的对比度,最终获得被测系统的MTF曲线。搭建了MTF测试实验平台,开发了相应MTF测试算法程序,进行了一系列测试实验和对比实验,对测试系统的稳定性、有效性以及产生的误差和解决方案进行了分析和探讨。MTF测试结果表明,本文所用MTF测试方法具有很好的有效性,能够降低测试误差,获得的MTF曲线与其他方法得到的MTF曲线的变化趋势基本上是一致的。同时证明了本测试系统具有良好的稳定性且能够很好地反映被测光学系统的成像性能,得到的MTF曲线对成像质量的评价具有一定指导意义。
【关键词】：光学传递函数 图像处理 调制传递函数 光栅图像 对比度 MTF曲线
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 研究的目的和意义9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.3 本文的研究内容12-14
• 1.3.1 总体设计思路12-13
• 1.3.2 论文内容安排13-14
• 第2章 MTF测试技术的理论基础14-29
• 2.1 光学系统调制传递函数14-17
• 2.1.1 光学传递函数的定义14-16
• 2.1.2 串联系统的传递函数16-17
• 2.2 MTF测试原理17-18
• 2.3 MTF测试方法18-25
• 2.3.1 狭缝法19-21
• 2.3.2 刃边法21-23
• 2.3.3 对比度法23-25
• 2.4 本文对比度测试方法25-29
• 第3章 MTF测试实验平台建立29-35
• 3.1 测试系统功能图29
• 3.2 测试实验流程29-30
• 3.3 实验装置的组成30-31
• 3.4 实验器材选取31-34
• 3.4.1 CCD成像器件31-33
• 3.4.2 LCD显示屏33-34
• 3.4.3 微调云台34
• 3.5 本章小结34-35
• 第4章 MTF测试软件设计35-46
• 4.1 测试系统总体框架35-36
• 4.2 图像的采集36-37
• 4.3 图像处理37-38
• 4.3.1 背景降噪处理37-38
• 4.3.2 中值滤波降噪处理38
• 4.4 MTF值的计算38-43
• 4.4.1 频率的计算39-40
• 4.4.2 对比度的计算40-42
• 4.4.3 MTF值的标定42
• 4.4.4 曲线拟合42-43
• 4.5 调焦模块43-45
• 4.6 本章小结45-46
• 第5章 实验测试结果及误差分析46-55
• 5.1 测试结果46-49
• 5.2 对比实验49-52
• 5.2.1 不同对比度计算方法对比分析49
• 5.2.2 单色光栅测试对比分析49-51
• 5.2.3 与Quick MTF软件的对比分析51-52
• 5.3 误差分析52-53
• 5.4 本章小结53-55
• 第6章 总结与展望55-56
• 6.1 总结55
• 6.2 展望55-56
• 参考文献56-58
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况58-59
• 致谢59

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本文编号：1105966