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外场微光像增强器成像效果对比评测方法与系统

韩正昊 褚祝军 刘璇 金伟其 王霞 李力 裘溯

韩正昊, 褚祝军, 刘璇, 金伟其, 王霞, 李力, 裘溯. 外场微光像增强器成像效果对比评测方法与系统[J]. 红外技术, 2022, 44(8): 811-817.
引用本文: 韩正昊, 褚祝军, 刘璇, 金伟其, 王霞, 李力, 裘溯. 外场微光像增强器成像效果对比评测方法与系统[J]. 红外技术, 2022, 44(8): 811-817.
HAN Zhenghao, CHU Zhujun, LIU Xuan, JIN Weiqi, WANG Xia, LI Li, QIU Su. Comparison and Evaluation Method and System of Imaging Effect of Field-Low-Light-Level Image Intensifiers[J]. Infrared Technology , 2022, 44(8): 811-817.
Citation: HAN Zhenghao, CHU Zhujun, LIU Xuan, JIN Weiqi, WANG Xia, LI Li, QIU Su. Comparison and Evaluation Method and System of Imaging Effect of Field-Low-Light-Level Image Intensifiers[J]. Infrared Technology , 2022, 44(8): 811-817.

外场微光像增强器成像效果对比评测方法与系统

详细信息
    作者简介:

    韩正昊(1992-),男,博士研究生,主要研究方向为彩色微光夜视技术、数字图像处理。E-mail: 285103858@qq.com

    通讯作者:

    金伟其(1961-),男,教授/博导,主要研究方向为夜视与红外技术、光电图像处理、光电检测与仪器,E-mail:jinwq@bit.edu.cn

  • 中图分类号: TN144

Comparison and Evaluation Method and System of Imaging Effect of Field-Low-Light-Level Image Intensifiers

  • 摘要: 以像增强器为核心成像器件的微光夜视技术一直是国内外重点发展的关键技术,广泛应用于军用夜视领域。直接对比分析不同型号像增强器输出图像特性的评测方法是评价像增强器成像性能最为直观的重要维度,但由于像增强器为直视型成像器件,带来野外实验光路搭建、多路视频同步录制、不同外型尺寸像增强器适配性等多方面的挑战。因此,本文研究了外场微光像增强器成像效果对比评测方法,研制了包含双像增强器成像光路、低照度CMOS成像光路与激光测距机的光轴平行对比评测系统,可实现同时观察和多路像相机的成像数字视频的采集;系统可便捷地适配安装多种不同外型尺寸、不同供电方式的典型像增强器,同时包含激光测距功能,可测量观察目标的距离;在上位机软件中集成多个无参考图像质量评价指标,可通过数字图像处理技术辅助观察者判断不同型号像增强器成像效果的优劣。实际外场测试实验表明测评系统方便可行,能够反映不同成像光路的成像效果,可反馈指导像增强器生产制造工艺的进一步优化,促进微光夜视技术的发展。
  • 图  1  像增强器成像效果对比评测系统原理示意

    Figure  1.  Diagram of proposed image quality comparison system of image intensifiers

    图  2  像增强器成像组件模块

    Figure  2.  Image intensifier component module

    图  3  激光测距模块实物

    Figure  3.  Laser ranging module

    图  4  低照度CMOS成像组件及图像采集模块

    Figure  4.  L3 CMOS and its image grabber module

    图  5  系统集成内部分布图与实物图

    Figure  5.  System composition and the final integrated image quality comparison system

    图  6  上位机软件界面(右下部分为上部分像增强其成像效果的局部放大及统计信息)

    Figure  6.  Host computer software interface (the bottom right part shows the local enlarged view and local image statistics of the top images)

    图  7  像增强器暗区评价与亮区评价

    Figure  7.  Assessment of dark and bright region of image intensifier

    图  8  像增强器细节区域评价

    Figure  8.  Assessment of detail region of image intensifier

    表  1  像增强器细节区域评价指标

    Table  1.   Assessment index of detail region of image intensifier

    Indices Black rectangular area in Fig. 8 Red rectangular area in Fig. 8 Black rectangular area in Fig. 9
    Image intensifier 1 Image intensifier 2 Image intensifier 1 Image intensifier 2 Image intensifier 1 Image intensifier 2
    Imin 166.00 85.00 37.00 25.00 113.00 90.00
    Imax 255.00 234.00 61.00 46.00 244.00 246.00
    Imean 243.05 216.33 47.65 32.98 142.77 129.96
    Istd 8.92 24.73 3.22 2.53 21.23 29.20
    IBrenner 58359.00 171799.00 19345.00 11105.00 123959.00 213647.00
    ITenen 2224.00 8304.00 0.00 0.00 3928.00 7576.00
    Ientropy 3.00 3.58 2.50 2.19 4.10 4.36
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  • [1] 向世明. 微光像增强器光阴极灵敏度理论极限问题研究[J]. 应用光学, 2008, 29(1): 48-51. doi:  10.3969/j.issn.1002-2082.2008.01.013

    XIANG S M. Theoretical limit for photocathode sensitivity of image intensifier[J]. Journal of Applied Optics, 2008, 29(1): 48-51. doi:  10.3969/j.issn.1002-2082.2008.01.013
    [2] 王洪刚. 像增强器的电子输运与噪声特性研究[D]. 南京: 南京理工大学, 2015.

    WANG H G. Research on the electron transport and noise characteristics of image intensifiers[D]. Nanjing: Nanjing University of Science & Technology, 2015.
    [3] 钱芸生, 常本康, 邱亚峰, 等. 微光像增强器亮度增益和等效背景照度测试技术[J]. 真空电子技术, 2004(2): 34-37. doi:  10.3969/j.issn.1002-8935.2004.02.010

    QIAN Y S, CHANG B K, QIU Y F, et al. Measurement of luminance gain and equivalent background input in LLL image intensifiers[J]. Vacuum Electronics, 2004(2): 34-37. doi:  10.3969/j.issn.1002-8935.2004.02.010
    [4] 崔东旭. 三代微光像增强器信噪比测试与噪声特性分析[D]. 南京: 南京理工大学, 2013.

    CUI D X. Signal to Noise Ratio Testing and Noise Characteristic Analyzing of Third Generation Low-light-level Image Intensifier[D]. Nanjing: Nanjing University of Science & Technology, 2013.
    [5] Medina J M. 1/fα noise in reaction times: A proposed model based on Piéron's law and information processing[J]. Physical Review E, 2009, 79(1): 011902. doi:  10.1103/PhysRevE.79.011902
    [6] 任玲. GaAs光电阴极及像增强器的分辨力研究[D]. 南京: 南京理工大学, 2013.

    REN L. Research on the resolution of GaAs photocathode and image intensifier[D]. Nanjing: Nanjing University of Science & Technology, 2013.
    [7] 李升才, 金伟其, 许正光, 等. 微光增强型电荷耦合装置成像系统调制传递函数测量方法研究[J]. 兵工学报, 2005, 26(3): 343-347. doi:  10.3321/j.issn:1000-1093.2005.03.014

    LI S C, JIN W Q, XU Z G, et al. MTF measurement of ICCD imaging systems[J]. Acta Armamentarii, 2005, 26(3): 343-347. doi:  10.3321/j.issn:1000-1093.2005.03.014
    [8] Zach Lieberman, Theodore Watson, Arturo Castro. Open Frameworks[EB/OL]. [2021-03-24]. https://openframeworks.cc/about/.
    [9] Canon Inc. Canon EDSDK[EB/OL]. [2021-09-08]. https://www.canon.com.cn/supports/sdk/icp/.
    [10] Pleora Technologies Inc. Pleora Technologies eBUS SDK[EB/OL]. [2021-11-04]. https://www.pleora.com/products/ebus-software/ebus-sdk.
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-05-31
  • 修回日期:  2022-06-09
  • 刊出日期:  2022-08-20

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